机器人胶囊如何通过旋转穿过消化道粘液并输送药物?

如题所述

革新药物传递:机器人胶囊开启肠道药物输送新时代


口服大分子药物的难题在于它们难以穿越消化道的粘液屏障,这限制了胰岛素等生物药物的使用,通常依赖于注射给药。然而,麻省理工学院的研究团队可能已经找到了解决方案——一种配备“RoboCap”机器人帽的胶囊,它有望改变这一现状。


这款由卡尔·范·流苏教授领导的团队研发的胶囊,当到达小肠时,机器人帽会旋转并突破粘液屏障,使得药物能够直达肠道细胞,提升药物的吸收效果。范·流苏教授表示:“通过模仿隧道穿越技术,我们能最大限度地提高药物在目标区域的分散,无论是大分子还是小分子药物,都能得到增强吸收。


在《科学机器人》上发表的研究中,研究者们成功地用这种胶囊输送了胰岛素和万古霉素——一种通常需要注射的抗生素。研究的主导者Shriya Srinivasan,作为哈佛大学研究员,正带领团队不断探索这一技术的潜力。


以往,Srinivasan团队面临的挑战是如何保护药物免受消化道酸性和粘液屏障的破坏。她的创新设计中,胶囊内含微型电机,当涂层溶解时,电机启动旋转,犹如隧道掘进机穿透粘液。胶囊表面的小螺柱则像牙刷一样,帮助清除粘液,确保药物顺利释放。


实验结果显示,在动物模型中,使用RoboCap胶囊输送药物的效率远超传统胶囊,有效剂量提升了20到40倍。而且,胶囊本身在释放药物后能自行通过消化道,未见不良反应,粘液屏障在短时间内也得到了恢复。


与化学增强剂不同,RoboCap胶囊的机械性质使其具有更广泛的应用前景,能适用于多种药物,打破化学增强剂对药物类型的局限性。尽管目前胶囊在小肠内释放药物,但通过调整明胶涂层,目标可以精准到胃或结肠。未来,研究人员计划测试GLP1受体激动剂等更多蛋白质药物,甚至利用其局部浓度提升作用,治疗炎症性疾病如溃疡性结肠炎。


这项创新技术预示着口服药物递送方式的革新,为生物药物的使用带来了新的希望,可能彻底改变我们管理疾病的方式。

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