該成果不僅為糖尿病治療開辟全新路徑，更重構了生物大分子藥物的遞送邏輯，在醫械科技領域引發廣泛關注。
▲ 圖源：論文截圖
一、百年難題：為什么胰島素“穿”不過皮膚？
自1921年胰島素被發現以來，如何讓它擺脫注射就成了全球藥企和科研機構的攻關方向。而透皮給藥——這個看似“貼一貼就能起效”的方案，卻被皮膚的“防御體系”卡了近百年。
皮膚最外層的角質層，雖僅10-15微米厚（約一張A4紙的1/10），卻像一道堅固的“城墻”：角質細胞緊密排列，細胞間充滿有序的脂質分子，僅允許脂溶性小分子藥物（＜500Da）通過。
而胰島素作為生物大分子，分子量約5.8kDa，是小分子藥物的10倍以上，既無法穿透脂質間隙，又容易被皮膚中的酶降解，長期被認為不可能透皮吸收。
此前，科研人員嘗試過多種方案，但這些方法要么犧牲安全性，要么降低便利性，始終未能平衡“無創”與“高效”兩大核心需求：
▲ 圖源：自制，僅供參考
二、“智能快遞員”OP：靠pH梯度滲透皮膚
浙大團隊的突破，在于找到了一位能靈活變形的“藥物快遞員”——兩性離子聚合物OP（聚[2-(N-氧化物-N,N-二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯]）。這個看似復雜的高分子，實則是利用皮膚天然特性“順勢而為”的智慧設計。
皮膚從表面到深層，存在一個天然的pH梯度：皮膚表層（皮脂膜/角質層表層）因皮脂分泌呈弱酸性（pH≈5），而角質層以下則為中性環境（pH≈7）。而OP能根據pH變化調整自身帶電狀態，一步步突破皮膚屏障：
第1關：酸性表面“主動吸附”
在皮膚表層的酸性環境中，OP分子中的三級胺氧化物基團會發生質子化，帶上正電荷。此時，它會像“磁鐵”一樣，與角質層細胞間隙中帶負電的脂肪酸緊密結合，在皮膚表層形成高濃度的“藥物儲庫”——這相當于為后續滲透積累了“兵力”，避免藥物剛接觸皮膚就被代謝。
第2關：角質層下“去電潛行”
隨著滲透深度增加，角質層內側至活性表皮層的pH升至中性，OP會自動去質子化，轉變為電中性的聚兩性離子。此時它失去與角質層脂質的靜電結合力，同時因極強的親水性，能像泥鰍一樣快速擴散穿過角質細胞間隙，避免被皮膚屏障“困住”。
第3關：真皮層“跳躍遞送”，避開降解陷阱
進入真皮層后，OP的“智能”還在繼續。它不會進入細胞內部（避免被溶酶體降解），而是沿著細胞膜表面“跳躍式移動”，最終通過真皮層的淋巴管進入體循環。當OP與胰島素通過化學方式偶聯形成“OP-I鍵合物”時，胰島素就能被遞送進血液，發揮降糖作用。
這種適配皮膚生理的智能遞藥機制，是區別于傳統促滲技術的核心創新。
三、動物實驗驗證：1小時降糖，無皮膚損傷
實驗室的巧妙設計，還需臨床前數據的“實戰檢驗”。團隊在兩種糖尿病模型動物中開展了系統驗證，結果超出預期：
▲ 圖源：論文截圖
1、糖尿病小鼠：1小時降糖，持續12小時無風險
在鏈脲佐菌素（STZ）誘導的1型糖尿病小鼠中，經皮涂抹116U/kg劑量的OP-I鍵合物后，小鼠血糖在1小時內就從高血糖狀態降至正常范圍，降糖效果與皮下注射胰島素相當。更關鍵的是，藥效持續時間超過12小時，且全程未出現低血糖（傳統注射易因劑量波動引發）。
2、糖尿病迷你豬：低劑量降糖，模擬人類皮膚效果
迷你豬的皮膚結構、厚度與人類接近，更適合模擬透皮效果。實驗顯示，僅需29U/kg的OP-I劑量，就能讓迷你豬的血糖恢復正常，且連續給藥2周后，皮膚切片顯示角質層結構完整，無細胞間隙擴張、炎癥細胞浸潤等損傷——這證明OP技術不僅有效，還具備優異的生物安全性。
更值得關注的是，SPR實驗證實，OP-I與胰島素受體的結合能力，與天然胰島素幾乎無差異。這意味著，OP的偶聯不會破壞胰島素的生物活性，解決了“大分子藥物遞送達不到靶點”的關鍵難題。并且OP-I能高效靶向肝臟、脂肪、肌肉等血糖調控關鍵組織，為降糖效應提供支撐。
四、不止胰島素：重構生物大分子給藥體系+醫械行業新機遇
OP透皮技術的價值不僅在于解決糖尿病治療痛點，更在于其普適性，為醫療器械行業帶來三大機遇：
1、給藥器械：從“注射筆”到“智能貼劑”的迭代
傳統胰島素注射筆、胰島素泵需依賴有創操作，而OP技術可催生“無創透皮貼劑”這類新型醫械產品。未來的貼劑或許可集成pH感應模塊，根據皮膚環境動態調節藥物釋放速率；結合連續血糖監測（CGM）技術，還能實現“血糖超標時自動釋放藥物”的閉環管理，進一步提升治療精準度。
2、材料工藝：推動高分子載體的標準化生產
OP的成功驗證了“環境響應型高分子”在透皮給藥中的價值，將帶動相關材料研發與生產工藝的升級。例如，如何通過精準控制OP的分子量、優化合成工藝以降低成本，以及開發適用于大規模生產的貼劑成型技術，將成為醫械企業的研發重點。
3、適應癥拓展：覆蓋更多需長期注射的慢性病
OP技術并非僅適用于胰島素，還能用于其他大分子藥物的遞送。目前已成功將該體系拓展至利拉魯肽、司美格魯肽、治療性蛋白、單克隆抗體及siRNA等多類生物大分子的遞送，進一步擴大技術應用場景。
浙大團隊的OP技術，對于糖尿病患者而言，這意味著未來可能只需“涂藥膏”就能控制血糖，徹底告別針頭；對于醫械行業而言，這是從“有創器械”向“無創智能器械”轉型的關鍵契機。
目前，相關技術已轉讓企業并推進臨床轉化。隨著材料工藝的優化、配套器械的研發，以及更多適應癥的拓展，中國原創的透皮給藥技術有望在全球生物大分子遞送領域占據領先地位，為慢性病治療帶來革命性變革。
「參考文獻」
Wei Q, He Z, Li Z, et al. A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery. Nature. Published online November 19, 2025.
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