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撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
糖尿病影響了全球超過4億人 ， 是一個巨大的公共衛生負擔 。 糖尿病患者很少產生或者根本不產生胰島素 ， 導致他們很難調控自己的血糖水平 。 自1922年首次將胰島素應用于糖尿病治療以來 ， 已經超過了100年 ， 但胰島素難以通過口服給藥 ， 需要通過注射或植入泵 。 糖尿病患者可能需要每天多次注射胰島素 ， 這種頻繁注射給患者帶來了額外的痛苦 。
此外 ， 高強度的胰島素注射還會導致依從性不足、組織感染和低血糖風險增加 ， 這可能會導致腦損傷、癲癇、意識喪失 ， 甚至死亡 。 因此 ， 我們迫切需要一種方便有效的胰島素管理方法 。
口服胰島素是最理想的方式 ， 但胰島素再被腸道吸收并進入血液之前 ， 就會被胃中的惡劣環境所分解中和 。 此外 ， 胰島素作為一種生物大分子 ， 腸道緊密的上皮細胞和黏液層形成的腸道屏障也進一步阻礙了胰島素的吸收 。
近日 ， 南方醫科大學涂盈鋒團隊與中山大學彭飛團隊合作 ， 在ACSNano期刊發表了題為：MicromotorBasedMini-TabletforOralDeliveryofInsulin的研究論文 。
該研究開發了一種可主動遞送胰島素的可口服的微馬達片劑 ， 可以克服苛刻的胃腸道消化環境和黏膜屏障系統 ， 鎂基微馬達在結腸部位釋放氫氣氣流從而促進胰島素在結腸的主動遞送 ， 從而實現較長時間的血糖水平控制 。 此外 ， 這項技術還可用于提高其他生物大分子的生物利用度 ， 具有廣闊的應用前景 。
結腸作為消化系統的一部分 ， 其黏膜層較薄 ， 上皮細胞排列更松散 ， 消化條件較溫和 。 以前的口服胰島素給藥嘗試 ， 雖然用微載體或納米載體保護了胰島素不受胃酸的影響 ， 但依賴于胰島素被動地擴散到結腸上皮細胞中 ， 實際效果并不好 。
在這項研究中 ， 研究團隊開發的裝載胰島素的迷你藥片具有微小的化學“微馬達” ， 臨床前測試表明可以安全有效地將胰島素輸送到結腸 。
為了制造這些藥片 ， 研究團隊在鎂微粒上覆蓋了一層含胰島素的溶液和一層脂質體 。 然后 ， 他們將這些顆粒與小蘇打混合 ， 壓成大約3毫米長的微型藥片 ， 然后用酯化淀粉溶液覆蓋它們 ， 以保護藥片不受胃酸影響 ， 使它們完整地到達結腸 。
當藥片在結腸中被分解時 ， 鎂微粒與水反應產生氫氣氣泡流 ， 這些氫氣氣泡就像微馬達一樣 ， 將胰島素推向結腸粘膜并被吸收 。
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研究團隊表示 ， 近來 ， 鎂基微馬達已被廣泛應用 ， 因為它可以在局部體液下持續產生氫氣氣泡 ， 從而產生強大的驅動力 ， 增強了結腸對胰島素的攝取和吸收 ， 從而提高胰島素的口服生物利用度 。
研究團隊在糖尿病大鼠模型上測試了這種口服胰島素迷你藥片 ， 發現其可以顯著降低糖尿病大鼠的血糖水平 ， 由結腸局部水環境觸發的鎂基微馬達的快速運動進一步增強了結腸粘膜滲透和胰島素的主動輸送 ， 對血糖水平的穩定作用超過5小時 。 使用這種新型胰島素遞送技術 ， 可以將血糖水平維持在幾乎與注射胰島素一樣的低水平 。
研究團隊表示 ， 雖然還有很多進一步的工作要做 ， 但這項研究能夠減少胰島素的給藥時間間隔 ， 而且具有更好的依從性 ， 表明了口服胰島素的可行性 ， 也代表著將傳統注射藥物開發為口服藥物方面邁出了具體的一步 。 此外 ， 鎂基微馬達易于調節和可生物降解的特性 ， 在生物醫學領域有著令人期待的應用前景 。