云试剂数字化科学粮草库 / 2019-04-08
生物大分子（如蛋白质、DNA、RNA等）可以有效治疗许多疾病，但是众所周知，人类的胃肠道会迅速分解生物大分子，从而限制了生物大分子的胃肠道给药途径。
1922年，班廷开始通过注射胰岛素治疗糖尿病，这一方法拯救了无数糖尿病患者，班廷也因此荣获诺贝尔奖。但胰岛素作为一个大分子蛋白质，不能通过口服得方式被人体吸收，对于2型糖尿病患者来说，每天打针是一件很麻烦而且痛苦的事情。
突破性进展
麻省理工学院领导的一个研究小组开发出一种药物胶囊，可用于提供口服剂量的胰岛素，能取代2型糖尿病患者必须每天注射胰岛素的痛苦。
这一特殊胶囊，差不多蓝莓大小，胶囊包含由压缩胰岛素制成的小针，通过胶囊到达胃后注射。在动物试验中证实，它们可以提供足够的胰岛素来降低血糖水平，与通过皮肤注射产生的血糖水平相当。研究还表明该胶囊装置可以适应其他蛋白质药物。
2019年2月8日，国际顶尖学术期刊Science杂志在线发表了这项研究成果，论文标题为：An ingestible self-orienting system for oral delivery of macromolecules 。
胶囊的原理
在胶囊内，针头连接到压缩弹簧上，压缩弹簧由糖制成的圆盘固定就位。 当吞咽胶囊时，胃中的水溶解糖圆盘，释放弹簧并将针注射到胃壁中。由于胃壁没有疼痛感受器，因此患者无法感受到注射带来的疼痛。 为了确保将药物注入胃壁，研究人员设计了能够在胃中使用胶囊，针可能与胃的内壁接触。
一旦将针尖注入胃壁，胰岛素就会以制备胶囊时由研究人员控制的速率溶解。 在这项研究中，所有胰岛素完全释放到血液中大约需要一个小时。
灵感来源
研究人员称这一灵感来自于一种被称为豹龟的乌龟的自我定位特征。 这种乌龟是在非洲发现的，它的外壳有一个高而陡峭的圆顶，它允许自己翻滚并快速恢复正常姿态。 研究人员利用计算机建模为其胶囊提供了这种形状的变体，即使在胃的动态环境中也可以重新定位。
动物实验结果
在猪的测试中，研究人员表明，他们可以成功地提供高达300微克的胰岛素。 最近，他们已经能够将剂量增加到5毫克，这与人类糖尿病患者需要注射的量相当。
胶囊释放其内容物后，可以无害地通过消化系统。 研究人员发现胶囊没有任何副作用，胶囊是由可生物降解的聚合物和不锈钢成分制成的。
后续努力方向
麻省理工学院的团队现在继续与诺和诺德公司合作，进一步开发技术并优化胶囊的制造工艺。这种类型的免疫抑制剂治疗可用于任何其他原因的疾病，例如免疫抑制剂治疗或类风湿性关节炎或炎性肠病。 它也适用于核酸大分子，如DNA和RNA。
最终让更多的患者更容易地服药，而不是必须通过带来诸多痛苦和不便的注射。
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