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健康丨机器人药物胶囊问世,专攻癌细胞靶向治疗

新三届 2020-08-25


原题

研究人员研发

微小药物胶囊可在体内游走





核心提示:高伟和他的团队研发的这种马达由好几层构成。首先,直径约20微米的颗粒镁被一层黄金包裹,然后外面再包裹一层含有抗肿瘤药物的凝胶。最后,把几个这样的微型马达放在一个胶囊中。


气体从洞中逸出,为胶囊移动提供动力


英媒称,自行式微胶囊在人体内脱去外壳后,能直接向肿瘤细胞给药。这些微型机器人已经在老鼠肠道中得到证明,它们有朝一日可能成为治疗体内难以触及的癌症的靶向治疗手段。

据英国《新科学家》周刊网站7月24日报道,位于帕萨迪纳的加州理工学院的高伟(音)说,“当胶囊抵达肿瘤时,我们可以激活它,打破胶囊,释放微型马达,然后这些微型马达将在肿瘤区移动。这种移动对于药物投放非常重要。”

高伟和他的团队研发的这种马达由好几层构成。首先,直径约20微米的颗粒镁被一层黄金包裹,然后外面再包裹一层含有抗肿瘤药物的凝胶。最后,把几个这样的微型马达放在一个胶囊中。

研究小组给肠道内长有黑色素瘤细胞、来模仿结肠癌的老鼠喂食这种胶囊。之所以使用黑色素瘤是因为黑色素瘤细胞能很好地吸收近红外光,这样研究小组可以通过光声计算机断层扫描成像技术更好地跟踪胶囊的效果。光声计算机断层扫描成像技术向组织内发射近红外光,然后近红外光转化为声音并传回超声波图像。

高伟及其同事跟踪胶囊进入老鼠肠道和接近癌细胞。一旦到达目的地,研究小组就用一束强红外光照射胶囊,加热黄金并释放药物。


红外光照射产生的热量也把镁释放出来,通过与肠液的化学反应产生氢气泡。气体从外壳上留下的一个直径2纳米的孔中排出,驱动胶囊在肠道内移动,就像微小的气球释放空气,四处飞一样。


报道称,在胃肠道内给药不容易,因为一切都处于运动状态,因此药物有可能在发挥效力之前就被清除了。高伟说:“我们需要长期释放药物。这些微型马达在肿瘤周围移动,这样它们就能穿透肿瘤组织,并长时间地缓慢释放药物。”

高伟说,这种给药方法可以用来瞄准癌组织或治疗细菌感染。但为了将其应用于人类,研究小组必须设计一种可以穿透更深组织的方法。他说,他们希望研发一种使用微波的类似系统,以便能在体内移动得更远。


延伸阅读

美国普渡大学开发

“智能胶囊”可直运药物至大肠





  美国普渡大学研究人员2015年开发出一种新的“智能胶囊”,可以直接运送药物到大肠进行靶向治疗。相关研究报告发表在近期出版的电气和电子工程师学会(IEEE)《生物医学工程》杂志上。


  该研究由普渡大学电气和计算机工程教授芭芭克·齐伊和工业及药理学副教授鲁道夫·皮纳尔等人共同完成。齐伊说:“通常药物在到达病人大肠之前就被胃和小肠吸收了。然而有许多药物需要专门传递到大肠,因此我们的‘智能胶囊’是一种理想的靶向载体。”


  这样的创新能够用于治疗肠易激综合征、克罗恩氏病,并对抗一种潜在威胁生命的被称为“艰难梭状芽胞杆菌”的细菌感染。在医学上,有时需要通过移植另一个人的排泄物到病人的大肠来治疗艰难梭菌感染,因为它能提供重要的微生物。


  齐伊表示,他们的方法还能把微生物通过冷冻干燥技术转化成粉末,再用智能胶囊传递。


  “智能胶囊”长度约为一美分硬币直径的1.5倍。病人需在腰部佩戴用于激活胶囊内部开关的磁铁,当胶囊蜿蜒穿过肠道最终靠近磁铁时,会被激活开关并释放弹簧机制,打开胶囊,从而提供药物。


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