對(duì)于糖尿病患者而言，注射胰島素是目前為止最為有效的方法。但由于扎針既痛苦又麻煩，很多糖尿病患者都希望能夠擁有更加簡(jiǎn)單安全的治療方式，比如口服胰島素。然而面對(duì)腸胃這個(gè)大熔爐，胰島素在腸胃中只有被降解的份。

近日，麻省理工學(xué)院的工程師與諾和諾德（Novo Nordisk）公司的科學(xué)家合作，設(shè)計(jì)出一種能夠攜帶胰島素或是其他蛋白質(zhì)藥物的新型藥物膠囊。這意味著注射胰島素或?qū)⒊蔀檫^(guò)去，全球超過(guò)1億依賴胰島素生活的人能夠告別扎針痛苦。該研究成果發(fā)表在近日《Nature Medicine》雜志上。

DOI: 10.1038/s41591-019-0598-9

麻省理工學(xué)院教授Robert Langer博士和Giovanni Traverso教授此前開發(fā)了幾款新的口服給藥策略。之前的研究中，他們找到了一條切實(shí)可行的道路，將有效藥物制成星型結(jié)構(gòu)的小針包裹在藥丸中，這樣藥物能夠在胃中停留幾天到幾周的時(shí)間。

今年早些時(shí)候研究者開發(fā)出一種指甲蓋大小的膠囊，這種膠囊中含有一根由壓縮胰島素制成的小針頭。當(dāng)膠囊抵達(dá)胃部，針頭就會(huì)把藥物注射到胃壁。

口服胰島素膠囊示意圖 圖片來(lái)源：參考資料[1]

胃部注射仍有痛覺(jué)怎么破？轉(zhuǎn)戰(zhàn)小腸

然而，在胃部注射胰島素會(huì)產(chǎn)生痛覺(jué)，這并不是研究人員想要達(dá)到的效果。于是Traverso教授將目光投向了小腸。大多數(shù)的藥物都是通過(guò)小腸吸收的，一來(lái)是因?yàn)樾∧c的表面積非常大（250㎡，約一個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)的面積），二來(lái)人體小腸缺乏痛覺(jué)受體。因此選擇在小腸內(nèi)進(jìn)行無(wú)痛覺(jué)微注射理論上是可行的。

為了讓膠囊到達(dá)小腸并進(jìn)行微注射，研究人員在膠囊上涂上了一種聚合物，這種聚合物可以在酸性環(huán)境下存留下來(lái)。當(dāng)膠囊到達(dá)小腸時(shí)，pH值越高，膠囊就會(huì)破裂，膠囊內(nèi)的三條折疊臂就會(huì)彈開。

折疊臂上的微針 圖片來(lái)源：參考資料[1]

每只折疊臂上都有一小塊1毫米長(zhǎng)的微針，可以攜帶胰島素或其他藥物。當(dāng)折疊臂張開時(shí)，它們釋放的力量使微小的微針穿透小腸組織的最外層。

擔(dān)心腸道堵塞？不存在的

注射后針頭會(huì)溶解并釋放藥物。這種折疊臂也是研究人員精心設(shè)計(jì)過(guò)的，為了減少腸道堵塞風(fēng)險(xiǎn)，折疊臂在履行完自己使命后便會(huì)斷裂。

在豬的測(cè)試中，研究人員表明，這種30毫米長(zhǎng)的膠囊可以有效地輸送胰島素，并立即產(chǎn)生降血糖反應(yīng)。他們還表明，在應(yīng)用微針注射后，腸內(nèi)沒(méi)有形成阻塞，并且折疊臂被安全地排出。

Robert Langer博士表示：“我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室成員與合作伙伴共同開發(fā)的新型口服給藥裝置的最新成果感到非常滿意，我們期待著將來(lái)能夠?yàn)樘悄虿』颊吆推渌颊咛峁椭?rdquo;

其他“口服胰島素”的新進(jìn)展

這并不是第一次報(bào)道口服胰島素，此前《Science》雜志曾報(bào)道：受烏龜啟發(fā)，科學(xué)家研制出一種能夠在胃內(nèi)壁上注射胰島素的特殊“膠囊”。

2018年，該團(tuán)隊(duì)在《PNAS》期刊上發(fā)文揭示了一種可能：將胰島素包裹在一種特殊的液體中，該液體的粘稠度等同于蜂蜜。

這些創(chuàng)新型技術(shù)可能需要數(shù)年時(shí)間，才能完成安全性和有效性試驗(yàn)。但是一旦獲批上市，將會(huì)打破一個(gè)“百年空白”，為無(wú)數(shù)患者帶來(lái)新的治療選擇。

參考資料：

[1] A luminal unfolding microneedle injector for oral delivery of macromolecules

[2] New capsule can orally deliver drugs that usually have to be injected

[3] “糖丸”或有望代替胰島素注射？Science：研發(fā)靈感來(lái)自于烏龜