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奇思妙想,这种口服胰岛素胶囊或许将取代传统注射

2019-02-20 00:37:35医脉通
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核心提示:胰岛素是一个多肽,它是具有生物活性的蛋白质,具有降血糖的功效,如果这种蛋白质通过消化道进入人体,其会被消化道的蛋白酶消化分解,生物活性消失从而失去降血糖功效,因此目前的胰岛素尚不能通过口服方式给药,外源性胰岛素通常都采用皮下注射的方式给予。


  导读:

  胰岛素是一个多肽,它是具有生物活性的蛋白质,具有降血糖的功效,如果这种蛋白质通过消化道进入人体,其会被消化道的蛋白酶消化分解,生物活性消失从而失去降血糖功效,因此目前的胰岛素尚不能通过口服方式给药,外源性胰岛素通常都采用皮下注射的方式给予。

  科学家们一直在探索新的药物给药方式,除了肺吸入胰岛素之外,2月8日《Science》杂志上刊登了一篇文章,介绍了美国麻省理工学院(MIT)的研究团队开发的一种可摄取的自我定向毫米级施加器(SOMA),它有望作为不错的载体成为口服胰岛素胶囊为人体运送胰岛素。而研究者也正是将胰岛素作为模型药物进行试验,证明SOMA提供活性药物成分血浆与皮下微量注射给药所达到的水平相当。因此在未来这种技术可能会让口服胰岛素成为现实。

  微针注射技术

  麻省理工学院的研究团队开发的这个药物传送装置非常小,直径大致只有2.5mm,和一枚5mm的硬币相比,它的直径只有其一半大小。其中毫米级施加器(SOMA)上的压缩弹簧被固定在焦糖化的蔗糖块中,转载药物的微针(蓝色)和这个弹簧相连接,微针可在弹簧的作用下插入胃壁进行注射,类似于人注射胰岛素的动作。在初始状态下,弹簧被固定在糖块中,当这个装置被吞咽进入胃中时,胃液将焦糖化的蔗糖块溶解,弹簧便将微针顶出,针尖由近100%的压缩冻干胰岛素制成,使用的工艺与压制药片的工艺相同,利用这种原理可将胰岛素注射到体内,微针本身不进入胃壁,由另一种生物可降解材料制成。

  神奇的自我定位

  这个SOMA含有一个注射微针,那么如何保证微针能够将胰岛素注射到胃壁而不是直接注射到胃内呢?这也正是这个装置的奇妙之处,它可以调整自身的方向,使针头接触到胃内壁。看下图演示,只有当这个装置的中心(标黄色的小圆点)位于胃壁面才是稳定的,其他状态均不稳定,会不断调整。而这个装置的设计灵感来自于非洲的豹龟身上,这种龟的龟壳有一个又高又陡的棱,当这个龟仰面朝天时也可以调整自己。研究者利用这个灵感,设置出外形类似的该小巧装置,使得其能够自我调整,以确保其针尖能够和目标组织接触,让胰岛素进入血液而非胃液中。

  当然,如果一个人四处走动或者饥肠辘辘的时候,这个装置不一定会朝其首选方向移动,因此,研究者还给其设计了一个药物溶解速率,这该研究中,所有的胰岛素需要1个小时才能完全释放入血。

  未来患者的福音

  有数据显示,口服降糖药失效之后胰岛素起始平均延迟时间为7.7年,疼痛感是患者拒绝胰岛素治疗的重要原因之一,而胃壁上不存在疼痛受体,因此研究者估计患者采用这种装置给药将无法感觉到注射,能有效克服患者的疼痛恐惧。

  而研究者在动物身上进行的试验表明其有效性,这个装置可以应用于很多生物制剂,不仅仅限于蛋白质类和核酸类药物,当然更多的研究需要进行,来改进这个装置,以便于最终运用于临床。

  医脉通编译整理自:Alex Abramson, et al. An ingestible self-orienting system for oral delivery of macromolecules[J]. Science. 2019,2(7):611-615.

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