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Insulin nanoparticle preparation and
encapsulation into poly(lactic-co-glycolic acid)
microspheres by using an anhydrous system
Yadong Hana,b, Huayu Tiana, Pan Hea,b, Xuesi Chena,∗, Xiabin Jinga
指導老師：林鴻儒 老師
報 告 者：陳禹樵
民國九十九年八月二十三日
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前言
• 近年來第二型糖尿病患者有逐年上升趨勢，而主
要治療是以注射胰島素的方式，但是經過長時間
的定時注射，造成患者疼痛感，且無法達到良好
的調控效果。
• 藥物控制釋放的主要目的是在於定點投藥，並控
制藥物釋放的速率以達到一定的療效或長時間的
藥效。這樣的控制技術對於糖尿病患者可減少注
射的次數，減少疼痛感，也可以延長調控血糖的
時間。
• 本研究希望利用S/O/O的方式，包覆奈米胰島素，
增加包埋率與釋放效果，改善以往直接注射胰島
素所帶來的不便性。
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材料
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PLGA(75/25)
Insulin powder
BCA protein
FITC
Span 83
Corn oil
Mn 10kDa, 25kDa, 90kDa
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方法
DMF
10 mL corn oil
1 wt% Span83
Washed in turn by ethyl ether, ethanol and water
and lyophilized
20 μm
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40 nm
20 %
98 %
Fig. 1. The SEM images of (a) the commercial insulin, (b) the insulin nanoparticles, and(c) the
Insulin nanoparticles re-dispersed in DMF. Image (d) is the photograph of insulin nanoparticles and
commercial insulin dispersed in DMF by stirring.
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XRD testx
Fig. 2. Crystallinity of the commercial insulin and the insulin nanoparticles measured
by X-ray diffractometry (XRD)
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SEM test
1~10 μm
Fig. 3. SEM images of (a) formulation 1: microspheres encapsulated with the commercial insulin
and (b) formulation 2: microspheres encapsulated with insulin nanoparticles.
因為insulin顆粒較大，分散性不好，在進行水洗過程中，會把表面的insulin洗掉，產生孔
洞，進而影響包埋率與釋放率。
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CLSM test
Fig. 4. The CLSM images of (a) formulation 1: microspheres encapsulated withthe commercial
insulin and (b) formulation 2: microspheres encapsulated with insulin nanoparticles.
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In vitro test
Fig. 5. Release profiles of microspheres encapsulated with the commercial insulin (formulation 1)
and microspheres encapsulated with insulin nanoparticles (formulations 2–4).
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FTIR test α-helix structure content of 41 %
(a) commercial insulin
(b) insulin nanoparticles
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In vivo test
Fig. 7. Plasma glucose levels in diabetic rats (mean±SD, n = 10/group) following subcutaneously
administration of insulin extraction from microspheres or original insulin solution.
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MTT test
Fig. 8. Cytotoxicity evaluation by the MTT assay for the extract of polymer PLGA
(4:1), Mn = 10k and corresponding blank microspheres.
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結論
• 本研究成功將胰島素奈米化，並包入微球中，並
以SEM觀察，胰島素粒徑可達40 nm。
• 以XRD與FTIR測試中發現，胰島素經過奈米化，
其結構並無明顯變化。
• 以CLSM測試中發現，經過奈米化的胰島素包入
微球中，其分散性較佳。
• 在體外釋放試驗中發現，包覆奈米化胰島素的微
球，可以大幅延長釋放時間。
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結論
• 由體內釋放測試中發現，包覆奈米化胰島素的微
球，可在較短時間內，達到降血糖的作用。
• 在細胞毒性試驗中發現，本研究所製備的微球不
具細胞毒性。
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參考文獻：
Yadong Hana,b, Huayu Tiana, Pan Hea,b, Xuesi Chena,∗, Xiabin Jinga
Insulin nanoparticle preparation and encapsulation into poly(lactic-co-glycolic acid)
microspheres by using an anhydrous system
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Fourier self-deconvolved
• 生物大分子在水溶液中很容易受到水分子不均勻
的熱擾動而使得紅外線光譜的訊號非常的寬，這
些寬胖的訊號重疊在一起便成了一非常難解析的
無用資訊。於是便有以二次微分的訊號來做為增
加訊號資訊的方法，這種方法已普遍使用在紅外
線光譜決定蛋白質二級結構的依據
• 以自我去迴旋的數學處理後更成為可定量化的兩
獨立峰值。可以將原本不易分辨的光譜變成可輕
易決定出高度及位置的吸收峰。