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作者：Yun
導言：胃腸道給藥的治療效果比注射治療好，但是有的藥物在胃腸道停留時間過短，沒有完全發揮藥效，影響治療效果。最近約翰·霍普金斯大學的科學家發明了一種微型設備，解決了藥物在胃腸道停留時間過短問題。
胃腸道給藥比注射給藥具有更好的治療效果。胃腸道給藥可以有效吸收到體循環中，因為胃腸道粘膜具有巨大的腸表面積和豐富的血管。
在兒童以及與無意識的患者中，通常會用到直腸給藥。雖然口服給藥在所有給藥方式裡是效果好的，但是反覆口服給藥或直腸給藥通常面臨藥物在胃腸道停留時間過短問題，從而影響藥效。因此，目前迫切需要解決這一問題。
最近有項新研究開發了一種高效輸送藥物的微型機器，可延長藥物在體內的釋放時間。
這項新研究由約翰·霍普金斯大學懷廷工程學院的David Gracias教授和約翰·霍普金斯炎症性腸病中心主任Florin M. Selaru博士領導，近日發表在《Science Advances》上，題為“Gastrointestinal-resident, shape-changing microdevices extend drug release in vivo”。研究顯示：藥物可在齧齒動物的結腸中停留一整天，發揮更長時間的作用。
圖 文章發表 來源： 《Science Advances》
約翰·霍普金斯大學的研究人員從
鉤蟲的線索中汲取了靈感（因為鉤蟲可以在胃腸道中存活長達兩年之久），他們發明了一種扇形的微型設備，該設備可以將其“牙齒”嵌入胃腸道粘膜中並隨著時間的推移緩慢釋放藥物。David Gracias教授和Florin M. Selaru博士領導了一組研究人員和生物醫學工程師，設計並測試了可變形的微型設備，該設備模仿了寄生性鉤蟲附著在腸道的方式。
Theragripper只有灰塵大小，包含許多微型設備
研究人員稱該設備為“ theragrippers”。它由金屬薄膜製成，帶有鋒利的“微尖”並覆蓋熱敏蠟層，都如塵埃大小，設備都載有藥物聚合物貼，可攜帶任何藥物並將其釋放到體內。Theragrippers一旦達到體內，蠟層就會軟化，從而導致設備摺疊。合力將微尖端推入粘液膜，藥物在此處開始釋放。
約翰·霍普金斯大學的科學家總結說：“Theragrippers可在人體內改變形狀，並鎖定在GI道上，從而將微小的貼片放置在適當的位置以釋放其藥效”。
研究人員認為，該裝置能在胃腸道的任何部分工作，從小腸到食道，但在動物試驗中將重點放在結腸上。該團隊對這些設備進行了管理，因為對於小兒患者以及潰瘍性結腸炎等疾病的局部治療，該方法更適合。
在試驗中，研究小組將其抓手與抗炎藥酮咯酸配對使用，酮咯酸是一種已有數十年曆史的止痛藥 ，在正常情況下可以迅速清除，並在體內停留了不到三個小時。研究人員說，這給評估微型設備的功能提出了“嚴峻”挑戰。
約翰·霍普金斯大學的研究人員用每3英寸的硅片製造了約6,000個Theragrippers。在他們的動物實驗中，他們將減輕疼痛的藥物加載到了夾具上。當夾具上的石蠟塗層達到體內溫度時，設備將自動關閉並夾在結腸壁上。閉合動作使六點形的細小裝置深入粘膜並保持附著在結腸上，並保留在那裡並逐漸將其藥物有效載荷釋放到體內。最終，Theragrippers失去了對組織的控制，並通過正常的胃腸道肌肉功能從腸道清除。
Gracias說：“Theragrippers並不依賴電力，無線信號或外部控制。相反，它們像小型的壓縮彈簧一樣工作，在設備上帶有溫度觸發塗層，可在體溫下自動釋放存儲的能量。”
研究人員的研究發現，與對照組相比，使用theragrippers的動物在其血液中具有更高的止痛藥濃度。該藥物在測試對象的系統中停留了近12個小時，而對照組則停留了2個小時。研究小組展示了它在胃腸道上的移動情況，可以將其附著在豬胃和食道樣品上超過24小時。
儘管這項研究仍處於初期階段，但由於腸道的巨大表面積和整個胃腸道的豐富粘膜血管，研究研究人員希望Theragrippers能夠徹底改變胃腸道的藥物輸送時間。
粘膜黏附系統（如頰貼片）可以將藥物在胃腸道中的持久性延長至五到六個小時，但它們在那裡的停留時間無法更長。滲透粘液的顆粒提供了另一種選擇，但是通常會在一天後由於GI粘液清除身體而將顆粒洗掉。
約翰·霍普金斯大學已
申請了與該技術有關的專利。參考資料：
【1】https://medicalxpress.com/news/2020-11-tiny-machines-medicine-efficiently.html
【2】https://www.fiercepharma.com/drug-delivery/inspired-by-hookworms-johns-hopkins-scientists-develop-fanged-microdevice-for
【3】https://advances.sciencemag.org/content/6/44/eabb4133
關鍵字: 微型 停留時間 Theragrippers
