麻省理工学院（MIT）与麻省总医院（MGH）的研究人员利用超声波，找到了一种能够将药物超快速递送至胃肠道（GI）的方法。研究人员表示，这一方法有望更便捷地为患有炎症性肠病、溃疡性结肠炎和克罗恩病等胃肠道疾病的患者递送药物。
目前，此类疾病通常通过灌肠剂给药进行治疗，药物需在结肠内保留数小时，以便被吸收。然而，对于患有腹泻和大便失禁的患者而言，这可能十分困难。为克服这一问题，研究人员寻求一种能够刺激药物更快吸收的方法。
“我们并没有改变药物的给药方式。我们改变的是制剂需要留存的时间，因为我们正在加快药物进入组织的速度，”麻省理工学院科赫综合癌症研究所研究附属人员、麻省总医院胃肠病学家、也是描述该技术的论文资深作者之一的乔瓦尼·特拉弗索（Giovanni Traverso）说道。该论文发表于10月21日出版的《 Science Translational Medicine》。
“借助进一步的研究，我们的技术有望在临床和科研领域发挥重要作用，从而改善治疗手段，并拓展胃肠道相关的研究技术。这首次证明了包括生物制剂在内的药物可经胃肠道主动给药，”麻省理工学院赫尔曼·P·迈斯纳化学工程教授丹尼尔·布兰克施泰因（Daniel Blankschtein）说道，他同时也是该论文的资深作者。
麻省理工学院David H. Koch综合癌症研究所教授、科赫研究所成员罗伯特·朗格（Robert Langer）同样是该论文的资深作者。该研究的第一作者是化学工程专业研究生卡尔·舍尔哈默（Carl Schoellhammer）。
增强递送
朗格早在30年前就开始探索利用超声增强药物递送的可能性。1995年，他和布兰克施泰因在《 Science 》上报告称，超声可以实现药物透过皮肤递送，但在此之前，这一方法尚未在胃肠道中得到探索。
“自20世纪80年代中期以来，我们一直致力于利用超声作为增强物质与皮肤透过性的手段，我认为这一新方法的意义有望惠及众多患者，”朗格说。
超声通过一种称为瞬态空化的机制改善药物递送。当液体暴露于声波中时，声波会促使微小气泡形成，这些气泡随后内爆并产生微射流，能够穿透组织并将药物推入组织之中。
在本研究中，研究人员首先在猪的胃肠道中测试了这一新方法，发现施加超声可大幅提高胰岛素（一种大分子蛋白质）和美沙拉嗪（一种较小的分子，常用于治疗结肠炎）的吸收。
“对具有广泛尺寸范围的分子（包括活性生物制剂）进行递送的能力表明，该技术可应用的领域可能十分广泛，”舍尔哈默说道。他因本研究以及一种可将药物直接递送至胃肠组织的微针药丸，于今年早些时候获得了1.5万美元的Lemelson-MIT“Cure it!”学生奖。该团队还进入了MIT $100K Entrepreneurship Competition的决赛。
更好的治疗
研究人员接下来调查了超声增强的药物递送能否在动物身上有效治疗疾病。
在小鼠实验中，研究人员发现，每天先递送美沙拉嗪，随后施加一秒钟超声，持续两周，即可缓解结肠炎症状。隔日进行该治疗也有帮助，但不借助超声递送药物则没有效果。
他们还表明，超声增强的胰岛素递送可有效降低猪的血糖水平。
“该技术的能力已得到充分证明。这项技术在药物的局部递送和全身递送方面都具有很大的应用价值，”加州大学圣巴巴拉分校系统生物学与生物工程教授萨米尔·米特拉戈特里（Samir Mitragotri）说道。米特拉戈特里也是1995年发表于《 Science 》上关于超声药物递送论文的作者之一，但并未参与此次新研究。
尽管炎症性胃肠疾病显然是此类药物递送的首要目标，但特拉弗索表示，该方法也可用于结肠癌或胃肠道感染的药物给药。研究人员目前正在进行更多动物研究，以帮助优化超声装置，并为其在人体患者中的测试做好准备。
本文与 MIT News合作发表。刊登并不代表世界经济论坛认同其中观点。
如需及时了解 Agenda 动态，请 订阅我们的每周简报。
作者：Anne Trafton，麻省理工学院新闻办公室撰稿人。
图片：铝箔条中的药片和胶囊摆放在桌面上，本图为插画。REUTERS/Srdjan Zivulovic.
