可吸收的显微针药物(microneedle pills),可以用来在胃黏膜上(stomach lining)注射胰岛素。微针胰岛素药物的体型较小,可以放置在胶囊里口服。经过临床前的检验,这种梨形装置可以口服后注射胰岛素。
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几乎一个世纪以来,糖尿病患者依赖体外注射胰岛素控制体内血糖水平,从而控制糖尿病状况。这种体外注射的方法,不仅费力不雅观,同时还存在感染的风险。最近一段时间,研究人员尝试用口服的方式解决体内胰岛素缺乏的问题。
胰岛素体外注射可以救命,但是令人不舒服,对于病人来说价格也昂贵,还在逐渐攀升。据分析,随着糖尿病变成全球蔓延之势,成为公共健康的大患,胰岛素的短缺也变成令人头疼的问题。
一个来自哈佛妇女医院和麻省理工学院以及诺和诺德公司的研究团队,(Harvard-affiliated Brigham and Women's Hospital, MIT, and Novo Nordisk丹麦制药公司),首先进行了口服注射胰岛素药物的尝试研究。这个团队通过研究开发出一种显微操作针药物,可以把胰岛素注射进大型动物模型的胃黏膜上。
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一些胃肠道病学家认为当药物注射在胃壁上的时候,药物可以非常迅速地进行全身扩散。而且胃也对于刺痛不敏感,对于小型、尖锐的物体具有非常高的容忍度。
团队中乔瓦尼.特拉维尔索(C.Giovanni Traverso)和他的同事,需要克服一系列障碍:比如如何让药物在胃液极度酸性环境中不被破坏,如何穿过厚厚的黏液层(thick mucus layers),需要考虑胃液里的温度影响,需要考虑如何让微针的方向能够朝向胃粘膜以方便注射。
为此,他们发明了一种自我导向的毫米级的涂药器(self-orienting millimeter scale applicator),用来向为胃粘膜壁注射胰岛素。
这种装置,简称为SOMA,是受到可以自我导向的豹纹陆龟(leopard tortoise)的启发,它可以在背向的时候自我反转。SOMA的形状和密度分布经过优化设计,可以让微针药物每次都能够以同样的方向着陆在胃黏膜上。
梨形状的SOMA微针药物,里面有胰岛素制成的针,它的注射控制在里面的一个糖盘里的弹簧。(a spring held in place by a sugar disc)糖盘可以耐受胃里的湿度,作为一个微型注射的触发器。固体的胰岛素针,能够承载足够剂量的胰岛素。微针药物的大小和材料组成,也都符合美国药品食品监督局的规定。(FDA)
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这种药物输送装置的背后设计原理,这套系统也可以口服一些大分子药物比如多肽类、蛋白质类和核酸类药物。(peptides, proteins and nucleic acids)这套装置,不仅可以输送药物,而且对于药物开发也很有潜力。因为现在绝大多数的药物开发,为了易于服用,都在创造一些小分子药物可以让病人口服更容易一些。
利用实验猪作为实验模型,研究团队用微针承载0.3mg 人类胰岛素加上聚环氧乙烷复合物(polyethyleneoxide PEO)。
然后他们测验有多少胰岛素和聚环氧乙烷(insulin/PEO)进入到血液中,然后也测量五种动物的血糖水平。(blood glucose levels)
研究团队发现与皮下注射的五种动物血糖水平相比较,实验鼠血糖有更显著的降低。团队也没有发现组织损坏或者胃黏膜注射的不正常状况,没有发现增加压力,饮食和粪便状况也没有改变。
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更为重要的是,研究团队发现,SOMA微针药物只在禁食(fasted state)动物身上出现一个更快的状态。他们认为下一步还需要关注胃部注射的长期效果。
他们认为,SOMA 可以承载多种药物。因此,需要更多的研究来促进这种方式作为口服胰岛素和其它药物的评估,以尽快达到可以广发应用的技术要求。
作为糖尿病患者来说,应该说是一种减少痛苦的福音。