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麻省理工学院,德雷珀和布莱根妇女医院的研究人员设计了一种可摄取的胶囊,可以使用蓝牙无线技术进行控制。胶囊可以定制以递送药物,感知环境条件或两者,可以在胃中停留至少一个月,传输信息并响应来自用户智能手机的指令。

结核病是世界上最致命的传染病之一:世界上三分之一的人口感染了结核病,每年有超过100万人死于这种疾病。

使用3D打印技术制造的胶囊可用于输送治疗各种疾病的药物,特别是在必须长期服用药物的情况下。它们还可以用于感知感染,过敏反应或其他事件,然后释放药物作为回应。

结核病如此普遍的一个原因是治疗需要每天服用6个月的抗生素,约有一半的患者难以坚持,特别是在农村地区,医疗设施的使用有限。为了解决这个问题,由麻省理工学院领导的一个研究小组设计了一种新的抗生素治疗方法,他们希望这种方法可以更容易地治愈更多患者并降低医疗保健成本。

我们的系统可以提供闭环监测和治疗,信号可以帮助指导药物的输送或调整药物的剂量,麻省理工学院机械工程系的访问科学家Giovanni
Traverso说,他将在那里2019年加入该学院。

使用这种新方法,通过鼻胃管将装有抗生素的盘绕线插入患者的胃中。一旦进入胃部,该装置在一个月内缓慢释放抗生素,消除了患者每天服用药物的需要。

这些设备还可用于与其他可穿戴和可植入医疗设备通信,这些设备可以汇集信息以传达给患者或医生的智能手机。

麻省理工学院机械工程系助理教授,布莱根妇女医院的胃肠病学家Giovanni
Traverso说:拥有一个可以确保患者接受完整治疗过程的系统可能真的具有变革性。当你考虑结核病的情况时,你每天必须服用多克抗生素,持续数月,我们需要另一种解决方案。

我们很高兴看到3D打印的演示以及可摄取技术如何通过促进移动健康应用的新型设备帮助人们,David
H. Koch研究所教授兼麻省理工学院科赫综合研究所成员Robert
Langer说。癌症研究。

奥门金沙手机娱乐网址,Traverso和麻省理工学院David H. Koch研究所教授R​​obert
Langer是该研究的高级作者,该研究出现在3月13日出版的科学转化医学杂志中,其中包括完整的作者名单。该论文的第一作者是麻省理工学院的研究生Malvika
Verma;该团队包括麻省理工学院的其他人员,以及哈佛医学院,波士顿大学公共卫生学院,印度几家医院和印度孟买塔塔信托基金会的研究人员。

Langer和Traverso是该研究的高级作者,该研究出现在12月13日的Advanced
Materials Technologies杂志上。曾任麻省理工学院博士后的Yong Lin
Kong是犹他大学的助理教授,也是该论文的第一作者。

长期交货

无线通信

几年来,Traverso和Langer一直在研究各种药丸和胶囊,这些药丸和胶囊可以留在胃里,吞咽后慢慢释放药物。他们认为,这种药物输送可以改善许多需要每日服用药物的慢性疾病的治疗。

在过去几年中,Langer,Traverso及其同事一直在研究各种可摄入的传感器和药物输送胶囊,他们认为这些胶囊可用于长期输送目前必须注射的药物。他们还可以帮助患者维持艾滋病毒或疟疾患者所需的严格剂量方案。

他们的一个胶囊已经显示出提供少量药物治疗艾滋病毒和疟疾的希望。吞咽后,胶囊的外层涂层溶解,允许六个手臂扩张,帮助装置进入胃部。例如,该装置可携带约300毫克的药物

足以进行为期一周的HIV治疗。然而,它远远低于治疗结核病所需的有效负荷,每天需要约3克抗生素。

我们必须开发一种全新的系统,可以在大约一个月的时间内自动释放这些药物,Verma说。这个新系统可以容纳更多的药物,它可以长时间释放药物。

新设备是由镍钛合金制成的薄弹性线 –
镍钛合金可以根据温度改变其形状。研究人员可以在电线上串起多达600个丸的各种抗生素,并将这些药物包装在聚合物中,这些聚合物的成分可以调整,以控制药物进入胃后的药物释放速度。

通过插入鼻子的管子将导线输送到患者的胃部,这在医院中常规用于输送药物和营养物质。作为他们研究的一部分,研究人员在印度采访了300名结核病患者,大多数人表示这种分娩对于他们长期治疗是可以接受的。

在许多情况下,患者更喜欢这种情况,患者可以每两周或每四周来一次医疗保健,而不是每天必须被医疗保健提供者看到,Traverso说。

一旦导线达到胃的较高温度,它就形成一个线圈,防止其进一步通过消化系统。在猪的测试中,研究人员发现他们的原型设备可以以恒定的速率释放几种不同的抗生素,持续28天。一旦所有药物都被输送,使用可吸引线圈的磁铁通过鼻胃管取出该装置。

降低成本

研究小组成员包括波士顿大学的经济学家大卫柯林斯,他分析了这种治疗的潜在经济影响。他发现,如果在印度实施,每位患者的治疗费用可减少约8,000美元。

目前的结核病治疗模式是直接观察治疗,短期治疗,患者必须每天进来并让有人看着他们吃药。这对患者和医疗保健系统来说是一个沉重的负担,Verma说。
。我们将此视为利用直接观察治疗的基础设施,但每日至每月减少治疗的频率。

这种方法可能有用的另一种疾病是丙型肝炎,需要用抗病毒药物治疗2到6个月。许多其他传染病也需要药物剂量太大,以至于不适合Traverso和Langer开发的较小的可摄入装置之一。

在许多情况下,患者需要服用多剂量的药物,但到目前为止,这一直非常困难,兰格说。我们相信这种新方法是解决这一问题的重要里程碑。

研究人员表示,该系统可能对提供可治疗酒瘾和其他类型药物滥用的药物非常有用。

该研究由比尔和梅林达盖茨基金会,国立卫生研究院,麻省理工学院塔塔中心,国家科学基金会,亚历山大冯洪堡基金会和布里格姆妇女医院消化内科资助。

在他们的最新研究中,研究人员着手结合他们之前开发的许多功能。2016年,研究人员设计了一个星形胶囊,其中六个手臂在被包裹在光滑的胶囊中之前折叠起来。吞咽后,胶囊溶解并且臂伸展,使装置停留在胃中。类似地,新装置在吞咽后展开成Y形。这使得该装置能够在胃破碎成小块并通过消化道之前保持胃约一个月。

其中一个臂包括四个可以装载各种药物的小隔间。这些药物可以包装在聚合物中,使其在几天内逐渐释放。研究人员还预计他们可以设计通过无线蓝牙通信远程打开的隔间。