MIT发明可分解硬水凝胶材料 可在胃中停留一周缓慢释放药物
所有生过病的人都懂得，按时服药，说起来容易做起来难。错过服用药物不仅可能延误治疗，加重病情，更会为社会医保体系每年带来巨额损失。那么有什么办法来解决这个问题呢?研究人员们想到了一个聪明的点子。我们能不能发明一种新型药物递送系统，在服药期间长期在胃里停留，释放药物，而在不需要的时候又轻松的取出呢?
近日，来自美国麻省理工学院和布莱根妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)的研究人员在《Nature Communications》期刊上，报告了他们所发明的可分解硬水凝胶(TTH)材料。这种新型药物递送材料，可以在胃中停留长达9天，并缓慢释放药物。
可是研制一种不会快速通过肠胃的胶囊，这不是一件容易的事。麻省理工学院 Koch 研究所的研究员，布莱根妇女医院的胃肠病学家和生物医学工程师，论文的共同作者之一 Giovanni Traversol 博士说，这种装置必须能够承受胃中相当大的压力。此外，它得足够小到能够轻松吞下，又要大到避免穿过胃肠中一个称为幽门的地方。更重要的是，在发生过敏反应或者是有副作用的情况下，它必须能被触发自毁。
这种材料可以随需交联，随需自毁（图片来源：《Nature Communications》）
为了达到这个目的，研究人员开始研究水凝胶的使用。由水凝胶制成的胶囊在脱水状态下可以被病人吞下进入胃中，待它在体内吸水后膨胀，便可以防止通过幽门。然而，水凝胶通常是一个由交联的聚合物链组成的单一网络。它往往很软，没有足够的强度来承受压缩力。因此，研究人员转而使用了两种相互交织的聚合物网络，来构建更强、更有弹性的材料。
Traverso 博士说道：“这个装置中有两种网络。一种是从海藻中提取的海藻酸盐，另一种是广泛使用的聚合物聚丙烯酰胺。”在这些相互交织的网络中，由两种的化学键链接，可以通过使用生物相容的触发物来溶解。这样，如果胶囊装置需要从胃中及时取出，病人只需要简单地吞下聚合物分解剂，触发材料破裂，从而让它安全地通过身体。
这种材料极为坚韧（图片来源：《Nature Communications》）
当研究人员测试这些材料的机械强度时，他们发现即使在剃须刀片的压力下，材料的强度也足以抵挡。论文的第一作者、麻省理工学院博士后 Jinyao Liu 博士说，他们在大型动物模型中对这些材料进行了测试，发现这种材料能够在胃里承受超过 7 天的压力。
最后，他们测试了该装置作为药物传递系统的潜力。研究发现，在一段时间内，该装置能够以可控的方式释放治疗疟疾的药物苯芴醇。而在发展中国家，根治疟疾是一个十分棘手的难题。
这种材料能让药物缓慢地释放（d）（图片来源：《Nature Communications》）
斯坦福大学 (Stanford University) 材料科学与工程助理教授 Eric Appel 博士说：“这些材料具有特殊的性能，能够承受胃肠道内的压力，引领了水凝胶系统作为持久的口服药物递送工具的发展。这些设备在大型动物身上递送药物几天的能力是很了不起的。”
研究人员现在计划进一步研究胶囊的药物释放率，并研究该材料的其他应用，如减肥和生物组织工程。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-017-00144-z
资料来源：康健新视野
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