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低血糖是糖尿病患者治疗过程中经常出现的副作用。 轻度时会出现注意力不集中、出汗、心慌、视力改变等症状，可通过摄入碳水化合物来解决。 会出现意识丧失、昏迷等症状，危及生命。 因此，在这些不可预见的低血糖紧急情况下，需要及时补充胰高血糖素。
以安全、无痛和非侵入性的方式给药是解决这一吸引人问题的理想解决方案。 其中，微针阵列贴片是主要候选。 微针贴片由具有多功能特性的材料组成求医网，可以控制药物扩散动力学以实现按需药物输送。
近日，浙江大学顾震团队的研究人员提出了一种结合3D打印技术和模具铸造技术的新型制造技术，制备出葡萄糖响应性胰高血糖素微针阵列贴片。 。 该贴剂可防止胰高血糖素的物理和生物失活，同时将有毒单体残留物消除至安全水平。
具体来说，研究人员利用压铸工艺首先生成具有确定形状和排列的相对较大的初步微针凝胶，然后将其脱水以实现最终尺寸的小型化（图1A）。 初始的凝胶状过程可以轻松控制微针形状、成型过程和纯化，而收缩步骤确保保留微型微针的形状细节和机械强度。 为了测量整个收缩制造过程中的结构精度，使用商用 3D 打印机打印金字塔形微针框架来复制 PDMS 模具。 放大到“毫米级”模具仅需要移液和超声处理即可快速浇注预冷却的聚合物溶液。 纯化后，将凝胶状微针安装在透明聚碳酸酯薄膜上，半密封缓慢脱水，直至微针底座与聚碳酸酯薄膜分离。 在收缩过程中，由于聚碳酸酯薄膜的稳定性，贴片基底可以减少厚度，同时保持其原始尺寸和形状。 类似地，每个微针尖端之间的中心到中心距离保持恒定，但微针尖端本身在水平和垂直方向上收缩以获得均匀的预定义形状（图1B，C）。
图1 葡萄糖响应性胰高血糖素微针阵列贴片的制备过程
响应低葡萄糖水平的胰高血糖素递送机制归因于 CPAM/APBA 聚合物网络的净电荷从阳离子到中性的转变（图 2A）。 当发生低血糖时发烧 葡萄糖，排斥性的阳离子基质可以促进胰高血糖素的释放，并且随着血浆葡萄糖的增加，与APBA结合的葡萄糖分子数量的增加将导致更多的负电荷以利于静电吸引（图2B），从而限制过量的胰高血糖素发布。
图2 葡萄糖反应性胰高血糖素递送系统的机制和体外性能表征
此外，研究人员通过注射胰岛素诱导胰高血糖素自动释放，进一步验证了贴片的有效性。 最后，研究人员验证了该补丁的长期稳定性。 通过实验发现，室温保存的微针贴片给药后表现出较好的升血糖效果，并观察微针贴片的稳定性。 效果至少4周。
图3 葡萄糖反应性胰高血糖素微针贴片的保护和保存评价
