目的:糖尿病是以高血糖为主要特征的代谢性疾病,而胰岛素治疗糖尿病的方法在于通过频繁监测血糖且根据其结果,每日多次皮下注射,给患者的生活带来诸多不便;且该治疗方法不能提供一种模拟生理胰岛素的分泌模式,因此并不能有效阻止如心脑血管疾病、肾病、眼底病变、神经病变等一系列并发症发生。目前临床上治疗糖尿病的给药方式和剂量都难以达到同步和适量。因此发展一种根据体内血糖变化而进行自我调节释放胰岛素的糖敏感给药系统具有重要的现实意义。基于苯硼酸的聚合物体系对葡萄糖具有敏感性,可作为调节胰岛素释放的载体基质,而药物载体的生物安全性也至关重要。因此,本研究合成苯硼酸类糖敏感材料-苯硼酸接枝壳聚糖(PBACS)作为生物人工胰腺囊膜组分,并对其性能进行评价与表征;采用自组装技术制备其纳米粒,对其糖敏感性和生物相容性进行考察;以胰岛素为药物模型,评价纳米粒的依糖释放行为;初步探索这种材料用于生物人工胰腺囊膜的可行性;同时制备出糖敏感微囊并对其进行表征以及评价其生物相容性。方法:1.以具有生物相容性的壳聚糖为原料,通过酰胺反应,合成出糖敏感材料PBACS,通过核磁(~1H NMR)、红外(FTIR)、元素分析和热重分析对其结构和热稳定性进行表征与分析。2.采用自组装技术制备其纳米粒,通过透射电镜(TEM)、动态光散射(DSL)和多普勒测速仪对其形态、粒径和(电势进行表征,并以胰岛素为药物模型,采用Bradford方法测定胰岛素的载药量和包封率。3.用小鼠胰岛素瘤细胞β-TC3作为模型,采用噻唑蓝(Thiazolyl blue,MTT)法对糖敏感材料进行体外实验,检测和评价其生物相容性。4.采用Bradford方法测定胰岛素体外释放行为;通过圆二色来评价材料及其纳米粒的制备方法对胰岛素生物活性的影响。5.通过层层自组装制备海藻酸钠/改性壳聚糖/海藻酸钠(Alginate/modified-Chitosan/Alginate,AmCA)糖敏感微囊,观察并评价其性能;同时包裹β-TC3细胞构建糖敏感生物微囊,检测生物微囊内细胞的增殖情况以及微囊冻存后再培养的细胞活性。结果:1.通过FTIR与~1H NMR鉴定氨基苯硼酸已成功接枝壳聚糖,其热稳定性弱于壳聚糖。糖敏感纳米粒粒径范围为500～690 nm,粒径比较均一,分散性好,且带正电荷(+2.76～+5.24mV)。在3 mg/ml葡萄糖溶液中,粒径增大,显示其具有糖敏感性。其载药量可高达18%,同时PBACS糖敏感材料具有良好生物相容性。2.体外胰岛素释放结果显示胰岛素释放呈两相模式,但负载胰岛素的PBACS纳米粒在含葡萄糖磷酸缓冲溶液中具有快速的释放行为,这取决于苯硼酸含量。此外,PBACS纳米粒包裹胰岛素后能有效保持胰岛素的活性结构。3.通过层层自组装构筑的AmCA糖敏感微囊具有较高的机械强度、良好的生物相容性与免疫隔离作用;并具有较好的糖敏感特性,在2～3 mg/ml有灵敏的葡萄糖响应性,同时糖响应时间可缩短到2 h:葡萄糖敏感可逆性实验表明该微囊呈现出良好的葡萄糖刺激-响应特性。4.该微囊具有促进细胞增殖的作用,并且能够作为保存小鼠胰岛素瘤细胞的载体,微囊冻存复苏后小鼠胰岛素瘤细胞βTC-3的活性不受影响。结论:1.合成糖敏感材料PBACS,具有良好的生物相容性与糖敏感性能,有望应用于胰岛素自调式释放。2.AmCA糖敏感微囊可起到免疫隔离作用,具有良好的糖敏感性和生物相容性;同时它能实现细胞生存环境的高度仿真化,该种糖敏感微囊作为细胞移植的载体有望应用于生物人工胰腺。