科创中国

行业领域

生物与新医药技术

需求背景

利用商业化G3或G5聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状大分子为初始纳米模板，在其外围修饰苯硼酸（PBA）或氟代苯硼酸（FPBA）功能基团，构建完成PBA或FPBA修饰的树状大分子，并对其末端剩余氨基进行乙酰化修饰，降低PAMAM毒性，明确表征修饰度和修饰效率。通过阳离子等相互作用力将胰岛素和上述PBA或FPBA功能化的树状大分子复合，形成纳米复合物。基于苯硼酸对葡萄糖的敏感性，制备可在高糖浓度下释放胰岛素的纳米复合物。

需解决的主要技术难题

研究智能胰岛素纳米药物的体外细胞相容性、学业相容性、葡萄糖响应性；利用健康小鼠评价智能纳米胰岛素的药代动力学；优化给药方案，通过构建小鼠糖尿病模型，评估智能纳米胰岛素的长效药物释放和体内疗效。

期望实现的主要技术目标

制备的功能性PBA或FPBA修饰的G3或G5聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状大分子具备可控的表面修饰程度和修饰效率，和胰岛素复合后，纳米药物粒径控制在50-200nm，且尺寸分不均匀，具备良好的分散度，应具有较好的稳定性。

制备的PEG化的智能胰岛素纳米凝胶粒径控制在50-200nm，且尺寸分布均匀，具备良好的分散度，应具有较好的稳定性。

智能胰岛素纳米药物在37℃、***的生理环境下药物释放缓慢，在高糖浓度下，可响应性释放胰岛素。

获得的智能胰岛素纳米药物具备良好的生物相容性、生物安全性，提升的药代动力学性能，可长效给药，实现糖尿病小鼠模型的有效治疗。

需求解析

解析单位：“科创中国”纳米技术专业科技服务团（上海市纳米科技与产业发展促进中心） 解析时间：2023-11-21

李小丽

上海市纳米科技与产业发展促进中心

研究员

综合评价

糖尿病患者需要长期的胰岛素治疗，临床上普遍采用胰岛素皮下注射，一日三次或更多，需要患者自行监测自身血糖水平，血糖很难保持平稳，易出现“峰-谷”现象，严重低血糖发生率较高。现已开发的新型胰岛素制剂多为口服，肺部吸入或鼻腔给药的非长效非智能制剂，或胰岛素储库皮下埋植剂等长效非智能制剂；短效的胰岛素智能释放制剂也有研究报道。因此开发能同时实现长效和智能释放的胰岛素递药系统，是亟待解决的世界性难题。 研究具有葡萄糖响应性（即高葡萄糖浓度下释放药物）的胰岛素智能化长效纳米药物系统是解决上述问题有效的途径。利用苯硼酸（PBA）或氟代苯硼酸（FPBA）对大分子进行修饰，并通过阳离子等相互作用力将胰岛素和大分子进行复合，可制备出携带胰岛素的纳米复合物。基于苯硼酸对葡萄糖的敏感性，纳米复合物可在高糖浓度下释放胰岛素。该项目的开展将为长效智能释放胰岛素新剂型的研发提供坚实的科学基础和应用价值。

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