糖尿病属于临床高发病症,目前一般通过口服磺脲类、双胍类降糖药或者注射胰岛素、艾塞那肽等手段来降低血糖,其中注射胰岛素是控制血糖最有效的治疗办法。但是每天2-4次的注射过程让糖尿病患者饱受痛苦,使其容易产生抵触心理。一次性的给药方式也容易引发低血糖等症状,同时让患者有体重增加的风险。本文尝试通过载胰岛素微针经皮控释的模式,探索糖尿病治疗的新途径。首先通过体外模拟生物矿化过程,利用胰岛素作为磷酸钙的结晶成核位点制备了一种被磷酸钙晶体包裹的矿化胰岛素（m-INS）无定形聚集体,该聚集体直径约1μm,能在pH=7.4的生理环境中保持稳定,在pH低于4.5的环境中因磷酸钙溶解而快速释放出胰岛素,释放率接近100%。矿化胰岛素的重悬液在4℃冰箱中能保存一个月以上而不发生降解变性。针对矿化胰岛素的pH响应特性,设计了一种基于血糖浓度的胰岛素智能释放系统。该系统主要由矿化胰岛素和矿化葡萄糖氧化酶（m-GOx）组成。m-GOx是一种以葡萄糖氧化酶为晶核的花球状磷酸铜结晶颗粒,由众多“花瓣”组成,粒径约1-2μm,具有很高的比表面积。矿化后的酶活力稳定性得到了提升,能在室温下放置10天仍然保持90%以上的酶活性。在高浓度的葡萄糖环境中,葡萄糖被葡萄糖氧化酶氧化生成葡萄糖酸和过氧化氢,葡萄糖酸会引起局部pH值下降,进而导致矿化胰岛素中的无机盐成分Ca3（PO4）2溶解,同时释放出胰岛素。在低浓度的葡萄糖溶液中,产生的葡萄糖酸所引起的pH下降不明显,胰岛素释放较少或基本不释放。体外实验结果表明,该胰岛素智能释放系统具有良好的pH响应性,较低的细胞毒性和较高的药物稳定性,在糖尿病按需智能给药方面有很大的应用潜力。其次,制备了一种可溶性透明质酸钠微针贴片用于胰岛素智能释放系统的经皮递送。通过设计制造了一套新型微针的成型模具,优化了微针的成型工艺,并对常用的可溶性生物材料进行筛选。最终确定了以30万标称分子量和3万标称分子量的透明质酸钠（HA）试剂为原材料,优化了制备工艺,实现一次性制备出25片透明质酸钠微针贴片。每个微针贴片含有289根针长730μm,针体底直径356μm的微针,每根微针的机械强度为0.33N,能穿透猪的离体皮肤并在1小时内完全溶解释放出所负载的药物。荧光显微镜分析表明,FITC标记的矿化胰岛素和Cy5标记的矿化葡萄糖氧化酶被成功地整合到了微针上,微针的机械强度相应提高到了0.43N/针,每片制得的微针贴片针体中可负载胰岛素0.33U,按0.5U/kg的量给药,足以为体重约300g的糖尿病大鼠提供两天所需的胰岛素。通过动物实验进一步验证微针负载胰岛素智能释放系统在体内对血糖控制的有效性和可靠性。选择SD大鼠,按每千克体重55mg的量用链脲佐霉素（STZ）腹腔注射,破坏其胰岛β细胞,建立Ⅰ型糖尿病大鼠模型。负载胰岛素智能释放系统的微针贴片可以在1小时以内将糖尿病大鼠的血糖水平降到7mmol/L以下,并能维持血糖在较低水平（11.1mmol/L）长达10小时,明显优于单纯的胰岛素给药的2小时。另外,在健康大鼠体内和在糖尿病模型鼠恢复正常血糖后该系统不发挥降糖作用,不会导致低血糖。利用可溶性微针经皮递送胰岛素智能释放系统可为糖尿病患者提供了一种安全、有效、按需的治疗方案和无痛的给药方式,在提高患者依从性,改善其生活质量方面有着建设性的意义,同时也为仿生矿化技术和微针技术的临床应用拓宽了道路。