可吞服的神奇“机器人”药丸,在肠道内自动打针

IEEE电气电子工程师学会 2019-03-22 22:39

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插图来源Rani Therapeutics公司

患有1型糖尿病且没有胰岛素泵的普通人每年要在腹部注射700到1000次胰岛素。患有激素紊乱性肢端肥大症的每月要去看一次医生,接受一次疼痛的臀部肌肉注射治疗。患有多发性硬化症的人可能会每周注射三次干扰素β药物以减缓病情,需要在手臂、腿部和背部之间不断变换注射部位。   

拥有400多项专利的医学发明家米尔·伊姆兰Mir Imran在过去的年里一直在研究一种替代方法来递送如上述病症所用的大分子药物他的解决方案一种不寻常的“机器人”药丸。最近人体对这种叫做RaniPill的机器人药丸进行了测试。

RaniPill胶囊工作原理像一个微型的鲁布·戈德堡Rube Goldberg装置被吞下之后,胶囊行进到肠道,在那里,外壳会溶解,两种化学物质发生混合而产生的气体使气囊充气推动针头刺穿肠壁将药物送入血液之中

简单,是吧?  

这可能并不简单,但到目前为止,它运转得不错:伊姆兰的公司,总部位于圣何塞的Rani Therapeutics公司刚刚宣布成功完成了对该药丸的第一次人体试验——一项20人参加的试验显示,未放入药物胶囊版本(大约是鱼油丸的大小)耐受性好,易于吞咽,并安全通过胃和肠

Rani Therapeutics公司董事长兼首席执行官伊姆兰说:“吞下胶囊和将其排出方面没有什么问题,最重要的是,气囊充气和放气时没有任何感觉。

该公司称,在进行人体试验之前,他们进行了100多次动物实验,测试了1000多个装有各种类型大分子药物(如胰岛素和修美乐)的胶囊。

图片来源:Rani Therapeutics公司

RaniPill胶囊(用红色标注了其轮廓),正在从胃部向肠道移动。

RaniPill的外层是由一种特殊的涂层构成的,它能保护药丸免受胃酸的侵蚀。然后,当药丸被推入肠道,pH值上升到6.5时,涂层会溶解,释放出一个的生物相容性聚合物气囊

气囊暴露在肠道环境中时,其内部由糖构成的一个小夹点会溶解,导致夹点两侧的两种化学物质混合并产生二氧化碳。这种气体会使气囊膨胀,充气的气囊产生的外推压力会将一个装有药物的可溶解的微针推入肠壁。人体肠道缺乏敏锐的痛觉感受器,所以微针注射痛的。

然而,该公司所进行的动物实验表明,肠壁确实有很多很多的血管,所以药物很快就被吸收到血液中。针本身会溶解。

最近完成这次人体试验没有在微针中装填药物,但计划于今年开始的下一次试验使用装填了奥曲肽(一种给激素紊乱性肢端肥大症患者施用的药物)微针。

已完成的这次试验中包括10胶囊前吃过东西的人和10禁食的人。参与者吞胶囊后,可以自由走动并举止如常,他们每30分钟需要停下来拍一次X光片以追踪胶囊位置和状态

根据伊姆兰的说法,受试者说这种药很容易吞咽他说他自己已经吞下了“不少”药丸其中一些是不喝水吞下去的。除了需要更长的时间才能从吃过东西的人的胃里穿过去之外,食物似乎并没有影响药丸表现。参与者在1-4天内排出气囊残余部分

伊姆兰称这个装置为机器人,尽管它没有使用电子部件,也没有使用金属。伊姆兰说“尽管它没有大脑,也没有电子元件,但它通过材料科学和人体化学之间的相互作用运转了起来。它可以自动执行单一的机械功能。

对于RaniPill胶囊的下一个版本,伊姆兰和他的团队正在开发用在气囊中的微型无线传感器。在使用时,传感器可以发送药物已经递送的无线信号,使得医生可以监测患者的依从性,患者如果忘记了用药,则他会收到一条提醒短信。

Rani Therapeutics公司已经诺华制药公司和刚刚被武田制药公司收购的夏尔制药公司建立了合作关系,测试使用该平台来递送各种药物。


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