당뇨병은 전 세계적으로 4억 명 이상의 사람들에게 영향을 미치며 엄청난 공중 보건 부담입니다. 당뇨병 환자는 인슐린을 거의 또는 전혀 생성하지 않아 혈당 수치를 조절하기 어렵습니다. 1922년 당뇨병 치료에 인슐린이 처음 적용된 지 100년이 넘었지만 인슐린은 경구 투여가 어렵고 주사나 이식형 펌프가 필요하다. 당뇨병 환자는 매일 여러 차례 인슐린 주사가 필요할 수 있으며 이러한 빈번한 주사는 환자에게 추가적인 고통을 유발합니다.
또한 집중적인 인슐린 주사는 부적합한 순응도, 조직 감염, 저혈당증의 위험 증가로 이어져 뇌 손상, 간질, 의식 상실, 심지어 사망까지 초래할 수 있습니다. 따라서 편리하고 효과적인 인슐린 관리 방법이 절실히 필요하다.
경구용 인슐린이 가장 이상적인 방법이지만 장에서 흡수되어 혈액으로 들어가기 전에 위장의 가혹한 환경에 의해 분해됩니다. 더욱이 인슐린은 생물학적 거대분자이며 치밀한 상피세포와 점액층에 의해 형성된 장 장벽도 인슐린 흡수를 더욱 방해한다.
최근 남부 의과 대학의 Tu Yingfeng 팀은 Sun Yat-sen 대학의 Peng Fei와 함께 ACS Nano 저널에 Insulin의 구강 전달을 위한 Micromotor Based Mini-Tablet이라는 제목의 연구 논문을 발표했습니다.
본 연구에서는 가혹한 위장의 소화 환경과 점막 장벽 시스템을 극복할 수 있는 인슐린을 능동적으로 전달할 수 있는 경구용 마이크로모터 정제를 개발하였으며, 마그네슘 기반의 마이크로모터는 대장 부위에서 수소 기류를 방출하여 장기간 혈당 조절이 가능하도록 하였다. 또한, 이 기술은 다른 생체 고분자의 생체 이용률을 향상시키는 데 사용할 수 있으며 광범위한 응용 분야가 있습니다.
소화계의 일부인 결장은 점막층이 더 얇고 상피 세포의 배열이 더 느슨하며 소화 상태가 더 온화합니다. 대장 상피 세포로 인슐린의 수동적 확산에 의존하는 마이크로캐리어 또는 나노캐리어로 위산으로부터 인슐린을 보호하면서 경구 인슐린 투여에 대한 이전의 시도는 실제로 잘 작동하지 않았습니다.
이 연구에서 연구팀이 개발한 인슐린이 탑재된 미니 정제에는 작은 화학적 "마이크로모터"가 포함되어 있으며 안전하고 효과적인 인슐린 전달을 입증하는 전임상 테스트가 있습니다.
정제를 만들기 위해 팀은 마그네슘 입자를 인슐린 함유 용액과 리포솜으로 덮었습니다. 그런 다음 그들은 입자를 베이킹 소다와 혼합하고 약 3mm 길이의 작은 정제로 압축한 다음 알약을 위산으로부터 보호하기 위해 에스테르화된 전분 용액으로 덮었습니다.
정제가 결장에서 분해될 때 마그네슘 입자는 물과 반응하여 수소 기포의 흐름을 생성하며, 이는 미세 모터처럼 인슐린을 결장 점막으로 밀어넣고 흡수됩니다.
연구팀은 최근 마그네슘 기반 마이크로모터가 국부 체액 하에서 지속적으로 수소 버블을 생성해 대장에서 인슐린의 흡수와 흡수를 높이는 강력한 추진력을 만들어 인슐린의 경구 생체이용률을 높일 수 있어 널리 활용되고 있다고 밝혔다. .
당뇨병 쥐 모델 팀은 경구용 인슐린 미니 알약을 테스트한 결과 당뇨병 쥐의 혈당 수치를 현저하게 감소시킬 수 있으며 마그네슘 기반 마이크로 모터의 빠른 움직임이 결장 점막을 더욱 강화하는 결장 지역 물 환경에 의해 유발된다는 것을 발견했습니다. 투과성 및 활성 인슐린 전달, 5시간 이상 혈당 수준의 안정성. 이 새로운 인슐린 전달 기술을 사용하면 혈당 수치를 거의 인슐린 주사만큼 낮게 유지할 수 있습니다.
더 많은 연구가 필요하지만 이 연구는 인슐린 투여 시기를 단축하고 더 나은 순응도를 제공하여 경구 인슐린의 타당성을 입증하고 전통적인 주사제를 경구용 약물로 개발하는 구체적인 단계를 나타냅니다. 또한, 마그네슘 기반 마이크로 모터는 생물 의학 분야에서 유망한 응용 프로그램을 위해 쉽게 조정 가능하고 생분해 가능합니다.
