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题图 | Pixabay
撰文 | 宋文法
通过皮肤输送药物,一直是药物递送领域的理想方式之一,具有便捷、无痛、可避免药物在胃肠道被破坏等巨大优势,对于需要长期、频繁给药的慢性病(如糖尿病)而言,具有重要意义。
然而,皮肤具有天然屏障,尤其是其最外层的角质层,这道屏障能有效阻止外界物质侵入,同时也将绝大多数大分子药物(如胰岛素)拒之门外。
目前,皮下注射是糖尿病的标准治疗方法,也是维持生命的必要手段。但这种方法存在疼痛、针头恐惧、皮肤并发症等问题。因此,开发非侵入式的胰岛素递送系统具有重要意义。
2025年11月19日,浙江大学研究团队在"Nature"期刊上发表了一篇题为" A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery "的研究论文。
研究显示,研究团队开发了一种名为OP的聚合物,它能在不破坏皮肤屏障的情况下高效穿越皮肤各层结构,将胰岛素等大分子药物高效递送入血液循环。
此外,将OP与胰岛素结合制成OP-I,在小鼠和迷你猪模型中,只需将其涂抹于皮肤,即可高效递送胰岛素,快速、持久地降低血糖至正常水平,效果与皮下注射相当。
研究指出,这项技术首次为大分子药物提供了真正非侵入、无痛且高效的皮肤递送药物方案,有望彻底改变糖尿病患者的治疗方式,开启一个全新的无创、无痛给药时代。
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图:论文截图
在这项研究中,研究人员设计了一种名为OP的聚合物,其分子量约为4.5 kDa,通过体内外实验,测试了OP及其与胰岛素结合物OP-I皮肤渗透能力、降糖效果、安全性和分子机制。
结果发现,OP能够快速穿越多层皮肤结构进入血液循环,涂抹后可在30分钟内渗透皮肤并进入血液,4小时内遍布皮肤各层。
接下来,研究团队通过化学方法将OP与胰岛素结合制成OP-I,分析了OP-I胰岛素活性的保持、皮肤渗透能力以及降糖效果。
动物实验显示,OP及OP-I均表现出卓越的皮肤渗透能力,且OP-I显示出快速、持久、可控的降糖效果。
在1型糖尿病小鼠模型中,OP-I能够快速降低血糖水平至正常范围,并维持正常水平长达12小时。在迷你猪模型中,OP-I同样表现出良好的降血糖效果,且效果呈剂量依赖性,在29 U/kg的剂量下即可实现血糖正常化,效果与皮下注射相当。
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OP-I对小鼠和迷你猪的降糖作用(图:论文截图)
安全性方面,OP-I未引起皮肤刺激或损伤,也未对血液细胞计数、生化参数或肝肾功能产生不良影响。
从机制上来讲,OP-I能够在皮肤表面的酸性环境中与角质层脂质结合,并在真皮层中性环境中通过细胞膜间“跳跃”式扩散,最终进入循环系统。
研究指出,这项研究不仅为胰岛素的无创递送提供了可行方案,也为蛋白质、多肽、核酸等大分子药物的透皮递送开辟了新路径。此外,OP技术具有广泛的适用性,未来或可用于激素治疗、疫苗递送、免疫疗法等多个领域。
综上,这项研究颠覆了皮下注射百年历史,首次实现了无创皮肤条件下的非侵入式、无痛、可控且高效的胰岛素递送方案,这一技术有望彻底改变糖尿病患者的治疗方式,开启一个全新的无创、无痛给药时代,也为多种疾病的治疗提供了新的可能性。
参考文献:
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09729-x
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