糖尿病严重威胁人们的生命健康安全,是世界范围内的公共健康问题之一。临床表现为体内新陈代谢紊乱,胰岛素分泌不足或缺乏,导致体内血糖水平升高。传统治疗糖尿病的方法是皮下或静脉注射胰岛素溶液,但注射给药需反复进行给病人带来极大痛苦,注射部位易产生炎症及传染性疾病的感染危险。然而,这种注射给药方式缺乏对血糖水平进行有效的调控,因此注射胰岛素溶液在糖尿病的治疗中是存在诸多不便和缺点的,使得人们将目光关注到如何对血糖水平进行有效的调控又能让糖尿病的治疗微痛或无痛化的。微针透皮给药体系是一种新型的给药方式近年来引起广泛关注,它提供了一种微创无痛的给药途径即利用微米级的针头刺穿皮肤的角质层,使药物可以穿过皮肤阻碍进入体内循环。其中,可溶性微针给药体系是当前研究热点之一。它可以在体内完全溶解并释放药物,不会产生疼痛及其它感染风险。但是,直接负载药物并不能很好的达到对血糖水平的调控,而将可溶性微针与多功能性载药纳米粒子结合后,给药系统的可调控性和智能响应释放性能得到显著提升,受到了广泛的研究关注。本论文利用可溶性微针与多功能载药纳米粒子相结合,针对血糖水平的变化制备了三种不同敏感性的微针透皮给药系统,并对药物的响应释放及糖尿病老鼠的透皮给药进行了研究。具体总结如下:1.首先,通过模板法制备了介孔二氧化硅(MSN),然后在介孔二氧化硅表面通过修饰3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)引入氨基,最后将双氧水敏感的4-咪唑氨基甲酸苯硼酸频哪醇酯(ICBE)修饰在介孔二氧化硅的表面。降糖药物胰岛素和葡萄糖氧化酶(GOx)装载在双氧水敏感的介孔二氧化硅中,依靠α-环糊精与苯硼酸酯类的主客体作用将胰岛素密封。采用微模板法,利用双氧水敏感的载药介孔二氧化硅纳米粒子与水溶性聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合所得凝胶制备微针。研究了双氧水敏感的载药介孔二氧化硅纳米粒子在体外释放的响应性能。结果表明,载药介孔二氧化硅纳米粒子具有显著的双氧水敏感释放性。当处于高葡萄糖浓度且葡萄糖氧化酶存在,载药介孔二氧化硅纳米粒子同样具有显著的响应释放性。对制备的微针进行了相应的力学性能的测试。结果表明,微针具有优良的力学性能,每根针的断裂力在500μm可达到0.28 N。通过在老鼠皮肤组织(糖尿病组和健康组)上应用异硫氰氨荧光素(FITC)标记的胰岛素微针贴片研究其刺入皮肤的能力及胰岛素在皮肤内的扩散。激光共聚焦结果显示,微针可以容易的刺入皮肤组织内且快速溶解,FITC标记的胰岛素可以递送进糖尿病鼠皮肤组织深处,而在健康老鼠皮肤组织深处确没有发现。以糖尿病老鼠(Sprague Dawley,SD老鼠)作为糖尿病模型,研究了微针贴片在体内的降糖作用。结果表明,制备的微针贴片具有显著的降糖效果,且药效持续时间比注射胰岛素溶液更长。以上结果表明制备的负载胰岛素的双氧水敏感型介孔二氧化硅纳米粒子与微针结合的透皮给药系统在糖尿病的治疗中具有较大的潜力。2.其次,通过溶胶-凝胶法制备得到介孔生物活性玻璃纳米粒子,将降糖药物胰岛素、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶装载进介孔生物活性玻璃,通过静电吸附作用将pH敏感的氧化锌量子点(ZnO QDs)吸附在表面。采用微模板法,利用pH敏感的载药介孔生物活性玻璃纳米粒子与PVP混合所得凝胶制备微针。研究了pH敏感的载药介孔生物活性玻璃纳米粒子在体外释放药物的响应性能。结果表明,胰岛素负载的介孔生物活性玻璃纳米粒子具有优异的pH敏感释放性。当处于高葡萄糖浓度且存在葡萄糖氧化酶存在,胰岛素负载的介孔生物活性玻璃具有显著的响应释放特性。对微针进行了力学性能的测试,结果显示微针具有优异的力学性能,每根针的断裂力在500μm处达到了0.3 N。通过在健康老鼠皮肤和糖尿病鼠皮肤应用FITC标记的胰岛素微针贴片研究微针刺入皮肤的能力及胰岛素在皮肤组织的扩散。激光共聚焦结果显示,微针可以轻易的刺入皮肤组织内且快速溶解,FITC标记的胰岛素可以递送进糖尿病鼠皮肤组织的深处,而在健康老鼠皮肤深处确没有发现。研究了微针贴片在糖尿病SD老鼠体内的降糖作用。结果表明,制备的微针贴片具有优异的降糖效果,且药效持续时间是同等剂量注射组的2倍。研究了制备的微针对健康老鼠的低血糖风险,结果显示制备的微针具有极低的低血糖风险。以上结果表明,制备的pH敏感的载药介孔生物活性玻璃与微针结合的透皮给药系统在糖尿病治疗上具有很大的前景。3.最后通过共溶剂与模板法制备得到介孔生物活性玻璃,降糖药物胰岛素装载进介孔生物活性玻璃中,通过静电吸附作用将聚乙烯亚胺(PEI)包覆在介孔生物活性玻璃表面,利用戊二醛将PEI,葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶在表面交联形成葡萄糖敏感的复合酶层。采用微模板法,利用葡萄糖敏感的载药介孔生物活性玻璃与PVP混合所得凝胶制备微针贴片。研究了葡萄糖敏感的载药介孔生物活性玻璃纳米粒子体外响应释放性能。结果表明,载药介孔生物活性玻璃纳米粒子具有优异的葡萄糖敏感释放特性。对制备的微针进行了力学性能的测试,结果显示微针具有很好的力学性能,每根针的断裂力在500μm处可达到0.32 N。通过在健康老鼠皮肤和糖尿病鼠皮肤应用FITC标记的胰岛素微针贴片研究其刺入皮肤的性能及胰岛素在皮肤的扩散。激光共聚焦结果显示,微针可以容易的刺入皮肤中且快速溶解,FITC标记的胰岛素可以递送进糖尿病鼠皮肤组织深处,而在健康老鼠皮肤深处却观察不到。研究了微针贴片在糖尿病鼠体内的降糖效果。结果显示,制备的微针具有显著的降糖效果,且药效持续时间是同剂量注射的2.2倍。研究了制备的微针对健康老鼠的低血糖风险,结果显示制备的微针具有较低的低血糖风险。以上结果表明,所制备的葡萄糖敏感的载药介孔生物活性玻璃与微针结合的透皮给药系统在糖尿病治疗上具有很大的潜力与前景。