Robert Langer等最新Sci Transl Med：用於胃腸道治療的智能溫敏設備

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胃腸道設備（如支架、內窺管、氣球和藥物輸送系統）可以幫助臨床醫生治療各種疾病。但是目前可用的觸發藥物在特定地點和時間釋放的方法，或觸發設備拆卸或改變形狀的方法往往很慢，這可能會限制這些工具的效果。

圖片來源：Science Translational Medicine

布萊根婦女醫院和麻省理工學院的研究人員正在設計一種可以通過攝入一種溫暖的液體來觸發分解成更小的碎片然後以便於排出體外的裝置。研究小組在臨床前模型的概念驗證實驗中測試了兩種設備——一種設備可以在食道中釋放藥物後改變構象，從而通過食管;另一種設備可以在胃中平靜地待著，直到被有意觸發。該研究結果發表在《Science Translational Medicine》雜誌上。

「我們對一個簡單的問題很感興趣:當你攝入熱液體時，它沿著食道進入胃部時會發生什麼。」該研究共同通訊作者、布萊根婦女醫院胃腸病學家和胃腸病學部門的生物醫學工程師C. Giovanni Traverso博士說道。「我們發現，在本質上有兩個區域——食道和胃——這意味著我們可以用溫水精確地控制和觸發這兩個區域的胃腸道設備。」

該團隊測試的第一個設備的靈感來自一朵盛開的花。這種膠囊大小的設備具有花瓣狀結構，當攝入熱液體時，它可以像花蕾一樣閉合。在豬身上進行測試的原型機可以在食道內展開，與食道壁接觸，釋放裝有模型藥物的微針。當使用溫水時，原型機完全關閉並從食道進入胃。第二個測試裝置是一個高度靈活的胃常駐裝置，能夠延長藥物的釋放——該裝置可以在胃中停留數周並釋放常規劑量的藥物。攝入一種溫暖的液體並不會干擾該設備的功能，但如果在內窺鏡的幫助下直接向胃中噴射溫水，有助於將該設備分解成可以安全通過豬模型胃腸道的碎片。

「我們的方法是採用可轉換結構材料的設計原則作為開發具有快速和強烈響應的胃腸道(gastrointestinal，GI)給葯技術的新方法，這種材料的形狀和體積可以通過熱驅動而發生相當大的改變。」第一作者、麻省理工Langer實驗室的博士後助理Sahab Babaee說道。

作者指出，儘管目前的工作提供了一個概念的證明，但還需要額外的測試來表徵人類的散熱特性。該團隊目前正在確定和優化條件。「目前，許多胃裝置需要通過食管取出來。我們預計，溫度觸發系統將引領下一代支架、藥物輸送和胃腸道感測系統的發展。」Traverso說道。

原始出處：

S. Babaee el al., "Temperature-responsive biometamaterials for gastrointestinal applications," Science Translational Medicine (2019). DOI: 10.1126/scitranslmed.aau8581

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