所有生過病的人都懂得，按時服藥，說起來容易做起來難。錯過服用藥物不僅可能延誤治療，加重病情，更會為社會醫(yī)保體系每年帶來巨額損失。那么有什么辦法來解決這個問題呢?研究人員們想到了一個聰明的點子。我們能不能發(fā)明一種新型藥物遞送系統(tǒng)，在服藥期間長期在胃里停留，釋放藥物，而在不需要的時候又輕松的取出呢?
近日，來自美國麻省理工學院和布萊根婦女醫(yī)院(Brigham and Women’s Hospital)的研究人員在《Nature Communications》期刊上，報告了他們所發(fā)明的可分解硬水凝膠(TTH)材料。這種新型藥物遞送材料，可以在胃中停留長達9天，并緩慢釋放藥物。
可是研制一種不會快速通過腸胃的膠囊，這不是一件容易的事。麻省理工學院 Koch 研究所的研究員，布萊根婦女醫(yī)院的胃腸病學家和生物醫(yī)學工程師，論文的共同作者之一 Giovanni Traversol 博士說，這種裝置必須能夠承受胃中相當大的壓力。此外，它得足夠小到能夠輕松吞下，又要大到避免穿過胃腸中一個稱為幽門的地方。更重要的是，在發(fā)生過敏反應或者是有副作用的情況下，它必須能被觸發(fā)自毀。
這種材料可以隨需交聯(lián)，隨需自毀（圖片來源：《Nature Communications》）
為了達到這個目的，研究人員開始研究水凝膠的使用。由水凝膠制成的膠囊在脫水狀態(tài)下可以被病人吞下進入胃中，待它在體內吸水后膨脹，便可以防止通過幽門。然而，水凝膠通常是一個由交聯(lián)的聚合物鏈組成的單一網(wǎng)絡。它往往很軟，沒有足夠的強度來承受壓縮力。因此，研究人員轉而使用了兩種相互交織的聚合物網(wǎng)絡，來構建更強、更有彈性的材料。
Traverso 博士說道：“這個裝置中有兩種網(wǎng)絡。一種是從海藻中提取的海藻酸鹽，另一種是廣泛使用的聚合物聚丙烯酰胺。”在這些相互交織的網(wǎng)絡中，由兩種的化學鍵鏈接，可以通過使用生物相容的觸發(fā)物來溶解。這樣，如果膠囊裝置需要從胃中及時取出，病人只需要簡單地吞下聚合物分解劑，觸發(fā)材料破裂，從而讓它安全地通過身體。
這種材料極為堅韌（圖片來源：《Nature Communications》）
當研究人員測試這些材料的機械強度時，他們發(fā)現(xiàn)即使在剃須刀片的壓力下，材料的強度也足以抵擋。論文的第一作者、麻省理工學院博士后 Jinyao Liu 博士說，他們在大型動物模型中對這些材料進行了測試，發(fā)現(xiàn)這種材料能夠在胃里承受超過 7 天的壓力。
最后，他們測試了該裝置作為藥物傳遞系統(tǒng)的潛力。研究發(fā)現(xiàn)，在一段時間內，該裝置能夠以可控的方式釋放治療瘧疾的藥物苯芴醇。而在發(fā)展中國家，根治瘧疾是一個十分棘手的難題。
這種材料能讓藥物緩慢地釋放（d）（圖片來源：《Nature Communications》）
斯坦福大學 (Stanford University) 材料科學與工程助理教授 Eric Appel 博士說：“這些材料具有特殊的性能，能夠承受胃腸道內的壓力，引領了水凝膠系統(tǒng)作為持久的口服藥物遞送工具的發(fā)展。這些設備在大型動物身上遞送藥物幾天的能力是很了不起的。”
研究人員現(xiàn)在計劃進一步研究膠囊的藥物釋放率，并研究該材料的其他應用，如減肥和生物組織工程。
