超声波，纳米颗粒可以帮助糖尿病患者避免注射
一种基于纳米技术的调节糖尿病血糖的新技术可能会让患者使用小型超声波设备无痛释放胰岛素，让他们在注射之间间隔几天，而不是每天用针头给自己注射多次胰岛素。这项技术是由北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员开发的。
该研究论文的资深作者、北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校联合生物医学工程项目的助理教授Gu Zhen博士说:“这是为糖尿病患者提供更无痛的维持健康血糖水平的一大步。”
这项技术包括将生物相容性和可生物降解的纳米颗粒注射到病人的皮肤中。纳米颗粒由聚乳酸-乙醇酸(PLGA)制成，并充满胰岛素。
每一种PLGA纳米粒子都被涂上一层带正电的壳聚糖(一种通常在虾壳中发现的生物相容性材料)或一层带负电的海藻酸盐(一种通常在海藻中发现的生物相容性材料)。当包覆纳米粒子的溶液混合在一起时，带正电荷和负电荷的包覆层会被静电力相互吸引，形成一个“纳米网络”。一旦注射到皮肤的皮下层，纳米网络将纳米粒子聚集在一起，防止它们分散到全身。
包覆的PLGA纳米颗粒也是多孔的。一旦进入体内，胰岛素开始从纳米颗粒扩散。但是大部分胰岛素并没有偏离太远——它只是悬浮在事实上的储液器在皮肤的皮下层受静电作用形成的纳米网络。这就产生了一定量的胰岛素等着被输送到血液中。
当患者患有1型或2型糖尿病晚期时，他或她的身体需要额外的胰岛素，这是一种将葡萄糖(或血糖)从血液输送到身体细胞的激素。这些糖尿病患者必须根据需要注射胰岛素，以确保他们的血糖水平在“正常”范围内。然而，这些注射可能是痛苦的。
利用顾的团队开发的新技术，糖尿病患者不需要注射胰岛素——胰岛素已经存在了。相反，患者可以使用一个小型的手持设备，将聚焦超声波应用到纳米网络的位置，无痛地将胰岛素从其事实上的储存体释放到血液中。
研究人员认为这项技术是有效的，因为超声波激发了组织中的微小气泡，暂时扰乱了皮肤皮下层的纳米网络。这种破坏将纳米颗粒推离，放松了施加在胰岛素上的静电力。这使得胰岛素开始进入血液，这一过程在超声波推动胰岛素的作用下加速。
“我们知道这项技术是可行的，我们认为这就是它的工作原理，但我们仍在试图确定精确的细节，”北卡罗来纳州立大学机械工程助理教授、论文的共同通讯作者Yun Jing博士说。
当超声波被移除后，静电力再次发挥作用，将纳米网络中的纳米颗粒拉回一起。然后纳米颗粒扩散更多的胰岛素，重新填充胰岛素库。
“我们已经在患有1型糖尿病的实验室老鼠身上做了概念验证测试，”顾说。“我们发现，这种技术实现了将胰岛素快速释放到血液中，纳米网络包含的胰岛素足以调节血糖水平长达10天。”
“当胰岛素耗尽时，你必须注入一种新的纳米网络，”该论文的第一作者、谷的研究实验室的博士生金迪(音译)说。“之前的纳米网络在几周内就会溶解并完全被人体吸收。”
北卡罗来纳大学教堂山分校(UNC-Chapel Hill)糖尿病护理中心主任、国立卫生研究院(NIH)临床与转化科学奖(NIH Clinical and Translational Sciences Award)副主任约翰·巴斯(John buss)博士说:“这项进展肯定会给全世界数百万糖尿病患者带来希望，未来的日子会更好。”“我们必须努力将这些令人兴奋的实验室研究转化为临床实践。”
纸”,利用可注射纳米网络对超声触发的血糖水平调节，发表在网上先进医疗材料并被选为封面文章。这篇论文的联合作者是联合生物医学工程项目的本科生詹妮弗·普莱斯(Jennifer Price);扬州大学顾晓博士;江晓宁博士，北卡州立大学机械工程副教授。这项工作得到了美国国立卫生研究院临床和转化科学奖(NC TraCS)的支持，批准号为1UL1TR001111。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
利用可注射纳米网络超声触发调节血糖水平
作者: Jin Di, Jennifer Price, Zhen Gu, North Carolina State University and University of North Carolina at Chapel Hill;北卡罗莱纳州立大学江晓宁、景云;扬州大学的肖谷
发表2013年11月19日先进医疗材料
文摘:一种按需、无创、便携的胰岛素输送方法，可以实现脉冲式胰岛素释放和有效调节血糖，是1型和2型糖尿病高级管理的迫切需要。我们报道了可注射纳米网络与聚焦超声系统(FUS)的整合，可以远程调节体外和体内胰岛素释放。纳米网络由黏合剂聚(乳酸-羟基乙酸)纳米颗粒组成，可作为合成胰岛素的储层，在间歇性FUS触发时显著促进胰岛素释放。值得注意的是，当纳米网络暴露在超声辐射下30秒时，胰岛素释放率最高可增加80倍。体内研究证实，该方法可为1型糖尿病小鼠的血糖水平提供可重复的时空调节。单次皮下注射纳米网络与间歇给药FUS可降低血糖水平长达10天。
