MIT最新開發之膠囊 能以口服取代注射胰島素

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麻省理工(MIT)研究團隊開發了一種藥物膠囊,能夠輸送口服劑量的胰島素,可取代第一型糖尿病患者須給予自己每日例行的皮下藥物注射。其大小大約為藍莓般,而膠囊中包含由壓縮胰島素製成的小針,接著會在膠囊達到胃部後注射。研究人員表示,在動物實驗中已證實此膠囊能夠提供足夠的胰島素,使血糖降到與皮膚注射相同的水平。另外也證明該裝置可適用於其他蛋白質藥物。

優化舊款口服胰島素膠囊   多針藥丸改為一根針

研究作者之一兼MIT 柯克綜合癌症研究所成員 Robert Langer 表示:「我們真的希望這種新型膠囊有朝一日可以幫助糖尿病患者,以及任何需要治療、但目前只能透過注射或輸液給藥的人。」

幾年前,哈佛醫學院布萊根婦女醫院的助理教授Giovanni Traverso與Langer和他們的同事開發了一種外側塗有許多小針頭的藥丸,可將藥物注射到胃部或小腸黏膜。而這款新型膠囊,研究人員將此設計改為只有一根針,以避免將藥物注射到胃部,在藥物產生任何影響前就被胃酸分解。

彈簧設計將針注射於胃壁   且無副作用

其針的尖端由幾乎100%冷凍乾燥胰島素壓縮製成,製成方法大致與藥片相同,不進入胃壁的針軸由另一種可生物降解的材料製成。釋放內容物後可無害通過消化系統,研究人員目前並未發現膠囊有任何副作用。

在膠囊內針頭連接到壓縮彈簧上,彈簧由糖製成的圓盤固定就位,當膠囊被吞嚥到達胃部時,胃中的水溶解糖製成的圓盤,接著釋放彈簧將針注射到胃壁中。由於胃壁沒有痛覺感受器,因此研究人員認為患者並不會感到疼痛。

非洲豹紋陸龜所得靈感   藥物在胃環境中能重新定位

為了確保藥物注入胃壁,研究人員設計了一套系統,讓膠囊無論如何落入胃中都可以自我定向,確保針頭與胃內壁接觸。一旦針尖注入胃壁,胰島素就會以研究者製造膠囊時設計的速率溶解。在這項研究中,所有胰島素大約需要 1 小時才能完全釋放到血液中。

此膠囊的設計是研究人員從非洲豹紋陸龜(leopard tortoise)身上所取得的靈感。牠的外殼有一個高而陡峭的圓頂,由於這個外殼的形狀,當陸龜翻覆,使之翻到龜殼之上,也能自行調整讓陸龜恢復行走。研究人員利用計算機建立膠囊模型,讓膠囊即使在胃的動態環境中也能重新定位。

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動物實驗證實已成功   也適用其他需要注射的蛋白質藥物

在豬的測試中,研究人員已成功將 300 微克的胰島素透過膠囊送入體內,在近期,也能將劑量增加至 5 毫克,這也與第一型糖尿病患者需要的注射量相當。

MIT 團隊將繼續和諾和諾德(Novo Nordisk)合作,進一步開發技術並優化膠囊的製造過程,團隊相信這種藥物遞送方式,適用於任何需要定時注射的蛋白質藥物,例如治療類風濕性關節炎(RA)或發炎性腸道疾病(IBD)所需的免疫抑制劑,其他像是 DNA、RNA 類的核酸類藥物也可行。

本篇論文已刊登於《Science》期刊中,對於第一型糖尿病患者來說,無疑是一片曙光,在不久的將來即能解決長期以來的皮肉之苦。

參考資料

生醫編輯群

作者

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