IIT-Forscher entwickeln neue Plattform zur Insulinverabreichung, um das Diabetes-Management zu erleichtern

Einem Forscherteam des Indian Institutes of Technology (IIT) Bhilai ist es gelungen, eine neuartige Hydrogel-basierte Insulinabgabeplattform zu entwickeln, die Patienten mit Typ-1-Diabetes dabei helfen kann, ihre Erkrankungen besser zu bewältigen.

Derzeit sind schätzungsweise drei Millionen Menschen in Indien auf eine Insulintherapie angewiesen, bei der sie häufig auf tägliche Insulininjektionen mithilfe von Nadeln oder speziellen Geräten zurückgreifen, um ihren Blutzuckerspiegel zu kontrollieren.

Das Arzneimittelabgabesystem auf Hydrogelbasis ist in der Lage, als Reaktion auf einen erhöhten Blutzuckerspiegel auf kontrollierte Weise Insulin freizusetzen und so den natürlichen Insulinsekretionsprozess gesunder Bauchspeicheldrüsenzellen nachzuahmen.

„Aktuelle Insulininjektionsmethoden weisen einige Einschränkungen auf. Sie funktionieren nicht ganz wie das natürliche System des Körpers und können tödlich sein. Die aktuellen Insulininjektionsmethoden können auch dazu führen, dass der Blutzuckerspiegel gefährlich stark absinkt, und Patienten müssen sich möglicherweise für immer auf sie verlassen.“ sagte Dr. Suchetan Pal, Assistenzprofessor am Fachbereich Chemie des IIT Bhilai, in einer Erklärung.

Das Team hat das neue System in der Zeitschrift Applied Materials and Interfaces detailliert beschrieben.

Durch die innovative Anwendung von Hydrogelen verspricht das neue Verabreichungssystem eine sichere und effiziente Methode zur Insulinversorgung von insulinpflichtigen Diabetikern.

Hydrogele sind biokompatible Polymere, die sich durch einen hohen Wassergehalt auszeichnen und auf ihre kontrollierte Arzneimittelfreisetzung in verschiedenen medizinischen Bereichen untersucht werden, darunter Kardiologie, Onkologie, Immunologie, Wundheilung und Schmerzbehandlung.

Die Forscher verkapselten Insulin in speziell entwickelten Hydrogelen, die anstelle direkter Insulininjektionen verabreicht werden können.

Inspiriert durch den natürlichen Insulinsekretionsprozess des Körpers, der durch Glukose ausgelöst wird, entwarf das Team die Hydrogele so, dass sie Insulin freisetzen, wenn der Glukosespiegel erhöht ist.

Dies wurde durch die Vernetzung von Polyvinylalkohol mit winzigen Chitosanpartikeln erreicht, einem Inhaltsstoff, der aus den Außenskeletten von Schalentieren und Krabben gewonnen wird.

Der Vernetzer Formylphenylboronsäure (FPBA) reagiert auf den Glukosespiegel und setzt das im Hydrogel eingekapselte Insulin frei.

Durch umfassende Experimente mit niedermolekularen Arzneimittelanaloga und makromolekularem Insulin zeigte das Team, dass die Hydrogele Insulin überwiegend unter hyperglykämischen (hoher Glukose) Bedingungen freisetzen.

Die Sicherheit und antidiabetische Wirksamkeit von mit Insulin beladenen Hydrogelen wurde durch Tests in einem Typ-I-Rattenmodell bestätigt.

„Diese modularen Hydrogele können in Form von Mikronadeln oder oralen Formulierungen vorliegen und eine nachhaltige Insulinabgabe als Reaktion auf einen erhöhten Blutzuckerspiegel beweisen. Dies könnte den Komfort und die Sicherheit für Patienten, die eine Insulintherapie benötigen, erheblich verbessern“, fügte Dr. Pal hinzu.

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