Catechol-based chemistry for hypoglycemia-responsive delivery of zinc-glucagon via hydrogel-based microneedle patch technology
Notice bibliographique
Résumé
Hypoglycemia is a serious and potentially life-threatening condition for people with insulin-dependent diabetes. To provide a safeguard against hypoglycemia, we introduce a “smart” microneedle (MN) patch that senses glucose levels and delivers a blood glucose-raising agent (Zinc-Glucagon (Z-GCN)) in response to hypoglycemia. Herein, we describe the use of catechol and boronic acid chemistry to design a self-crosslinkable hydrogel-based MN that stimulates the release of Z-GCN during hypoglycemia. In this design, the catechol groups bind to Z-GCN through metal-ligand complexation. At hyperglycemia, boronic acids react with glucose to generate cyclic boronate esters. As the glucose concentration decreases, the boronic acid groups dissociate and are favored over Z-GCN in binding with catechol, which promotes the release of Z-GCN. We fully characterize the fabricated MN in vitro. Moreover, we further evaluate the MN and demonstrate the in vivo glucose-responsive delivery of Z-GCN from the patch. We also show its effectiveness in preventing hypoglycemia for up to 6 h in type 1 diabetic male rats against two consecutive insulin overdose challenges. Since many proteins/peptides have a high binding affinity to metal ions, the introduced mechanism driven by the competitive binding of catechol-metal ions has great implications in drug delivery applications of various protein/peptide-based therapeutics. Hypoglycemia is a serious and potentially life-threatening condition for people with insulin dependent diabetes, but preventative hypoglycemia therapies are elusive. Here, the authors report the use of catechol and boronic acid chemistry to design a self-crosslinkable hydrogel-based microneedle patch that delivers Zinc-Glucagon at low glucose levels and prevents insulin-induced hypoglycemia.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».