葡萄糖响应性复合聚合物微针贴片：糖尿病精准治疗的新策略

本研究针对糖尿病治疗中传统胰岛素给药系统的局限性，开发了一种基于2%CMC和30%麦芽糖复合材料的葡萄糖响应性微针贴片（MN-Patch）。通过光聚合技术整合3-(丙烯酰胺)苯硼酸和二甲氨基丙烯酸乙酯（4:1）作为葡萄糖响应单元，该贴片实现了67.7%的胰岛素12分钟快速释放，机械强度达1.42N，且具备优异的生物相容性（溶血率0.07-0.4%）和抗菌活性。这一闭环自调节系统为糖尿病精准医疗提供了创新解决方案。

　　

糖尿病是全球范围内最棘手的慢性疾病之一，国际糖尿病联盟数据显示，目前全球有5.37亿患者，预计到2045年将攀升至7.83亿。传统胰岛素注射疗法存在剂量不精准、患者依从性差等痛点，而人工胰腺系统又面临成本高昂的瓶颈。在这一背景下，透皮给药系统因其无痛、便捷的特点成为研究热点，但如何实现葡萄糖浓度依赖的智能释药仍是重大挑战。

巴基斯坦科学基金会资助的研究团队在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》发表了一项突破性研究。他们采用立体光刻3D打印技术制备模具，通过光聚合反应将羧甲基纤维素钠（CMC）、麦芽糖与葡萄糖敏感单元3-(丙烯酰胺)苯硼酸（APBA）结合，开发出具有双重响应机制的复合微针贴片。该贴片在血糖浓度超过150mg/dL时触发胰岛素释放，12分钟内释放效率达67.7%，且能承受1.42N的穿刺力而不断裂。

关键技术包括：1）SLA 3D打印制备精密模具；2）光聚合反应构建葡萄糖敏感网络；3）UV-Vis分光光度法监测药物释放动力学；4）SEM-EDX联用分析材料组分；5）体外抗菌实验验证生物安全性。

分析结果揭示：

1. 微针形貌特征：2%CMC配方制备的微针具有最优几何参数（高度727μm，尖端30μm），较1%和3%组表现出更均匀的结构完整性。
2. 机械性能：添加30%麦芽糖使贴片断裂力提升至1.42N，满足穿透角质层（stratum corneum）的需求。
3. 葡萄糖响应性：APBA-DMAEA复合物在高血糖环境下发生构象变化，促使胰岛素快速释放。
4. 生物安全性：溶血率仅0.07-0.4%，远低于5%的国际安全阈值，且对金黄色葡萄球菌具有显著抑制作用。

讨论与展望：
这项研究创新性地将天然聚合物（CMC）与合成响应单元（APBA）结合，解决了传统GR-MN系统机械强度不足（易发生buckling断裂）和响应延迟的双重难题。通过优化交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）的浓度（1mol%），实现了药物控释与材料稳定性的平衡。值得注意的是，该贴片在45℃下仅出现4-6%的重量损失，表明其适合热带地区使用。

Aneeqa Noor等研究者强调，这种"按需给药"策略可有效避免传统疗法导致的血糖波动（glycemic variability），为个性化糖尿病管理开辟了新途径。未来研究可进一步探索该技术在胰岛素类似物（如glargine）递送中的应用潜力。