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Robert Langer等最新Sci Transl Med:用于胃肠道治疗的智能温敏设备

来源:本站原创 2019-04-18 13:01

2019年4月18日讯 /生物谷BIOON /——胃肠道设备(如支架、内窥管、气球和药物输送系统)可以帮助临床医生治疗各种疾病。但是目前可用的触发药物在特定地点和时间释放的方法,或触发设备拆卸或改变形状的方法往往很慢,这可能会限制这些工具的效果。


图片来源:Science Translational Medicine

布莱根妇女医院和麻省理工学院的研究人员正在设计一种可以通过摄入一种温暖的液体来触发分解成更小的碎片然后以便于排出体外的装置。研究小组在临床前模型的概念验证实验中测试了两种设备——一种设备可以在食道中释放药物后改变构象,从而通过食管;另一种设备可以在胃中平静地待着,直到被有意触发。该研究结果发表在《Science Translational Medicine》杂志上。

“我们对一个简单的问题很感兴趣:当你摄入热液体时,它沿着食道进入胃部时会发生什么。”该研究共同通讯作者、布莱根妇女医院胃肠病学家和胃肠病学部门的生物医学工程师C. Giovanni Traverso博士说道。“我们发现,在本质上有两个区域——食道和胃——这意味着我们可以用温水精确地控制和触发这两个区域的胃肠道设备。”

该团队测试的第一个设备的灵感来自一朵盛开的花。这种胶囊大小的设备具有花瓣状结构,当摄入热液体时,它可以像花蕾一样闭合。在猪身上进行测试的原型机可以在食道内展开,与食道壁接触,释放装有模型药物的微针。当使用温水时,原型机完全关闭并从食道进入胃。第二个测试装置是一个高度灵活的胃常驻装置,能够延长药物的释放——该装置可以在胃中停留数周并释放常规剂量的药物。摄入一种温暖的液体并不会干扰该设备的功能,但如果在内窥镜的帮助下直接向胃中喷射温水,有助于将该设备分解成可以安全通过猪模型胃肠道的碎片。

“我们的方法是采用可转换结构材料的设计原则作为开发具有快速和强烈响应的胃肠道(gastrointestinal,GI)给药技术的新方法,这种材料的形状和体积可以通过热驱动而发生相当大的改变。”第一作者、麻省理工Langer实验室的博士后助理Sahab Babaee说道。

作者指出,尽管目前的工作提供了一个概念的证明,但还需要额外的测试来表征人类的散热特性。该团队目前正在确定和优化条件。“目前,许多胃装置需要通过食管取出来。我们预计,温度触发系统将引领下一代支架、药物输送和胃肠道传感系统的发展。”Traverso说道。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

S. Babaee el al., "Temperature-responsive biometamaterials for gastrointestinal applications," Science Translational Medicine (2019). DOI: 10.1126/scitranslmed.aau8581

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