水凝胶可能使持续的葡萄糖监测植入物

通过在类型的水凝胶它们称为聚（N-异丙丙烯酰胺）或简称聚nipaam，表明该膜可以防止小型分子泄漏，例如用于葡萄糖感应的分子，同时仍然允许葡萄糖自由地扩散进出。

研究人员说，准备临床使用时，这些膜可用于形成生物传感器可以很容易地将其植入手腕的皮肤下，以提供更舒适的透皮植入物的替代品，这些植入物部分位于皮肤外。此外，与需要每隔几周更改的透皮植入物不同，这种类型的皮下植入物可能只需要每隔几个月更换一次即可。

“We’ve done a lot of work on hydrogel materials looking at mechanical properties and foreign body reactions, but our grand goal has always been to use poly NIPAAm membranes to build a subcutaneous glucose biosensor,” said Melissa Grunlan, professor and holder of the Charles H. and Bettye Barclay Professorship in the Department of Biomedical Engineering. “In this study, we have been able to fine-tune the diffusion properties of these hydrogels that we have previously identified as a promising candidate for building long-term functioning glucose biosensors.”

聚nipaam是一类有机水凝胶，具有软质地，例如隐形眼镜。他们有吸引力的特性之一是，他们可以经历周期性的肿胀，并在体内温度波动较小。由于它们的表面随温度动态变化，因此它们阻止了细胞和生物分子的附着。这种主动的自我清洁机制使Poly Nipaam水凝胶吸引人植入物因为他们将攻击从免疫系统。

要使用聚nipaam膜监测血糖，它必须容纳足够的葡萄糖感应分子或测定。此外，水凝胶的寿命还取决于膜保留这些测定分子而不会泄漏的能力。

“考虑一下NIPAAM水凝胶，就像针织毛衣，在交叉针迹中形成网格之间的空间。目前，水凝胶中的这些空间或窗户太大，让测定分子直通。”格伦兰说。“如果测定法一直以这种方式浸出，我们将不会有一个长时间的传感器。”

格伦兰（Grunlan）和她的团队将精力集中在微调多型nipaams的性质上，以限制葡萄糖感应分子的泄漏，同时仍允许葡萄糖通过水凝胶自由扩散。

为了减少间隙的尺寸，研究人员插入了多电荷，长度和浓度的悬空分子，向聚nipaam水凝胶。当掺入水凝胶中时，这些分子会产生梳形屏障，其牙齿旨在阻断小测定法分子的扩散。为了测试这种梳状结构是否可以限制葡萄糖传感器的扩散，它们还放置在水凝胶中，荧光标记的称为葡萄糖的分子，该分子是葡萄糖传感分子的代理。接下来，他们将水凝胶放入水中，并由于从水凝胶中渗出的葡聚糖而测量了水中的荧光量。

研究人员发现，当他们使用带负电荷的分子时，称为poly（2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸）或PAMP时，梳子阻止了右旋体的扩散。他们还观察到葡萄糖分子在水凝胶中和流出的流动中受到阻碍。

格伦兰（Grunlan）指出，既然他们已经有概念概念可以遏制小葡聚糖的泄漏，那么他们的研究的下一步是构建具有膜中包含葡萄糖的分子的生物传感器。

Grunlan说：“即使我们目前的研究不涉及实际的感测分子，但它非常结论性地向您表明梳子结构可以为水凝胶限制扩散而做些什么。”“这是一项系统的研究，旨在表明我们的方法的有效性以及将我们的发现扩展到其他研究领域的可能性，除了葡萄糖传感，需要设计有限扩散的水凝胶。”

该研究发表在《在线杂志美国化学学会》（ACS）上施用的聚合物材料。