近日(11月20日)，麻省理工學院(MIT)與諾和諾德(Novo Nordisk)合作，從魷魚噴墨汁、噴射游泳的方式為靈感，開發出一種口服膠囊可以直接將藥物釋放到胃壁或消化道其他器官上，經動物實驗證實，藥物在動物血中濃度與使用注射給藥相同。該研究發表於《Nature》。
 
這種新型藥物可以提供一種創新的藥物遞送方式，來遞送通常用來注射的藥物，例如胰島素、抗體等生物藥品，此外，也可用於遞送容易降解的RNA，作為疫苗或藥物來治療糖尿病、肥胖或其他代謝疾病。
 
目前的創新型膠囊會在到達消化道後，以細針或是微針的方式來遞送藥物，但MIT機械工程學系副教授Giovanni Traverso與諾和諾德研究團隊，希望能找到不需任何針頭就能遞送這些藥物的方法。
 
研究團隊從頭足類動物中獲得靈感，魷魚和章魚會透過打開外套膜讓海水進入、再收縮讓水壓增加以噴出海水的方式游泳前進，並且透過改變噴水的力量與方向控制前進的速度與方向。
 
研究人員想了2種方法來模擬噴射游泳，使用壓縮二氧化碳或緊密纏繞彈簧來產生將液體藥物推出膠囊的力量，而氣體或彈簧是透過碳水化合物觸發器來保持在壓縮狀態，而觸發器只要接觸到一定濕度或是酸性環境時會溶解，如膠囊到胃部時，觸發器溶解後氣體與彈簧會膨脹，將藥物噴射出膠囊。
 
緊接著研究人員運用消化道組織進行一系列實驗，並計算藥物噴射出膠囊能達到黏膜下組織所需的壓力，藥物在到達黏膜下組織後，會積聚儲存並慢慢釋放到組織中。
 
研究人員表示，這樣高速柱狀的噴射給藥與微針給藥相比，還具有「定向給藥」的優勢，經過實驗證明，該膠囊可從遠處或是在些微偏差的角度下遞送大部分的藥物。
 
研究人員設計的膠囊可以針對消化道不同部位，該膠囊具有平坦的底部與高圓頂，大小約為藍莓大小，可攜帶80 μL的藥物，適用於在胃壁的平坦表面上，將藥物向下噴射到組織中。
 
研究人員還開發出第二種版本膠囊，是屬於管狀，適用於在食道或小腸等長管狀器官內遞送藥物，藥物不是向下噴射，而是從側面噴出，可攜帶200 μL的藥物。
 
研究人員解釋，該膠囊是由金屬和塑膠製成，可通過消化道、釋放藥物後再排出體外。
 
在動物實驗中，研究人員使用膠囊遞送胰島素、GLP-1受體活化劑以及siRNA，結果顯示藥物在動物血中濃度與使用注射給藥相同。未來，除了有望讓每天需要注射胰島素的患者可在居家口服膠囊外，研究人員還創建一種可以連接內視鏡的膠囊，能讓醫師透過內視鏡或手術時遞送藥物。
 
參考資料：https://www.eurekalert.org/news-releases/1065073
論文：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08202-5
 
(編譯/李林璦)