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从章鱼触手吸盘上找灵感 仿生贴片促进口服多肽药物吸收

字号+ 作者:品味大师 来源: 2023-11-21

相关数据显示,自1922年胰岛素首次在临床治疗中得到应用以来,多肽药物经历了一个世纪的科学和技术探索,目前全球多肽药物市场规模已经达到近1000亿美元。近年来,如多肽、mRNA、单克隆抗体等新型药物被开发用于治疗各种疑难杂症。上述生物大分子药物虽在糖

  相关数据显示,自1922年胰岛素首次在临床治疗中得到应用以来,多肽药物经历了一个世纪的科学和技术探索,目前全球多肽药物市场规模已经达到近1000亿美元。近年来,如多肽、mRNA、单克隆抗体等新型药物被开发用于治疗各种疑难杂症。上述生物大分子药物虽在糖尿病、心血管疾病、癌症、病毒感染等疾病治疗中发挥出重要作用,但多肽等药物的口服递送仍面临着多重挑战,如药物在消化道的不稳定性、低生物利用度以及肝脏首过效应等。

  日前,南方科技大学生物医学工程系副教授罗智研究团队受到章鱼触手吸盘结构的启发,通过3D打印开发出一种输送多肽药物的仿生吸盘贴片。该贴片可通过机械拉伸口腔黏膜并结合渗透增强剂,显著促进药物的跨膜吸收。相关研究成果发表在《科学转化医学》上。

  模仿章鱼吸盘的结构实现药物高效递送

  “口腔黏膜表面具有滑动特性,导致许多设计用于口服递送的载体难以有效地附着。”罗智介绍,章鱼触手吸盘能够在各种表面上实现稳固附着,因此团队决定尝试模仿章鱼吸盘的结构和机制,设计出能够有效附着在口腔黏膜上的药物递送贴片。

  基于此,罗智团队利用3D打印技术开发出一种非侵入性口腔药物递送装置,通过模仿章鱼吸盘的三维结构和肌肉排列,实现了对口腔黏膜温和而有效的黏附与拉伸,将药物高效扩散到高度血管化的黏膜组织中,促进其进入全身循环。罗智说,这一仿生创新手段不仅有助于提高药物递送的效率和便利性,还有望在生物医学领域中得到进一步的应用。

  记者了解到,目前国内外也有多个科研团队尝试使用各种机械方法来促进口服药物在胃肠道中的吸收,主要使用的方法有磁性粒子、微纳智能装置、微针装置和可膨胀水凝胶等。罗智介绍,磁性粒子合成过程复杂,成本较高;智能装置和微针装置等难以采用传统制造方法进行批量生产,且对胃肠道黏膜可能造成潜在损害,安全性需要进一步观察。

  研究团队经过一系列严格的实验验证,包括对大型动物模型(比格犬)和40名健康人体试验参与者的临床前研究,证实这种仿生吸盘贴片在提升药物生物利用度方面具有显著效果。例如,在比格犬体内进行的实验研究中,该仿生吸盘贴片相较于商业化的片剂形式,实现了对去氨加压素(其口服生物利用度仅为0.1%)这一多肽药物生物利用度的显著提升。

  在大分子药物制剂领域前景广阔

  口腔贴片由于具有非侵入性和使用便利性,有助于提高患者的依从性。特别是对于儿童和有针头恐惧症的患者,这种新型递送方式可能会大大提高其对治疗的接受度。

  罗智举例说:“让儿童利用贴片的方法服用生长激素等药物而不用每天打针,能够显著提高治疗依从度,改善治疗效果。”

  “仿生吸盘贴片使用方式稳定简单,其稳定性减少了贴片脱落的风险,在避免注射所带来的痛苦和不便的同时,也能避免一些口服多肽类药物空腹服用后半小时内不能进食等的限制。”罗智介绍,“在人体试验中,大多数参与者表示,与传统的注射方式相比,他们更倾向于使用这种贴片作为常规和周期性的给药方法。”

  另悉,除多肽和蛋白质药物,仿生吸盘贴片也可用于其他类型药物或生物活性成分的递送,特别是对因分子大小或其他生物利用度问题而难以通过传统口服或注射途径进行有效递送的物质。(科技日报记者 罗云鹏)

【编辑:田博群】


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