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黑科技!3D打印药片:通过控制磁场精准给药 不会伤害健康细胞

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-12 16:18:37   浏览次数:2297  
核心提示:根据苏塞克斯大学研究人员的一项新研究,医生们很快就可以用磁场控制的3D打印胶囊对危及生命的疾病进行全程治疗。苏塞克斯大学
       根据苏塞克斯大学研究人员的一项新研究,医生们很快就可以用磁场控制的3D打印胶囊对危及生命的疾病进行全程治疗。苏塞克斯大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的工程师和制药科学家开发了一种可触发的远程控制系统,用于按需配送药物。利用3D打印技术和磁驱动技术,研究人员证明了由磁场触发的能够在体外抑制癌细胞增殖的药物释放的概念。

图片来源:University of Sussex

虽然这项研究还处于初始阶段,但研究人员正致力于开发一种能够利用永磁体等外部手段将药物给药系统驱动到人体所需位置的系统。这项技术将允许药物在病变附近使用。

研究人员预测,新系统提供的靶向给药可以帮助消除化疗等治疗导致的有害副作用,这些副作用会损害邻近的健康细胞。该设备还提供了一定程度的控制,可以防止不适当的剂量,这已成为药物治疗的副作用的主要原因。

苏塞克斯大学生命科学学院的博士研究员、该研究的第一作者Kejing Shi说:“该设备提供了个性化治疗的潜力,通过加载特定浓度的药物,并在不同的剂量模式下释放它。所有结果都证实,该设备可以为癌症等局部疾病的治疗提供一种安全、长期、可触发和再利用的方式。”

苏塞克斯大学生命科学学院药剂学研究实验室主任Ali Nokhodchi教授是这篇文章的通讯作者,他说:“这种装置通过优化药物在亚细胞水平上的靶向分布和吸收来提高疗效和安全性。该设备有潜力用于治疗癌症、糖尿病、疼痛和心肌梗死,如果这些患者目前依靠不稳定的单调药物治疗,感到不适或不便时,则需要可变的释放动力学。”

该研究将发表在8月版的《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》上,其中一种包含抗癌药物5-氟尿嘧啶的装置,由磁性聚二甲基硅氧烷(PDMS)海绵筒和一个3D打印存储体组成,显示出对Trex细胞生长的抑制作用。

通过开启和关闭所施加的磁场,实现药物的重复局部释放。当磁场作用于设备时,改变磁场的强度,使得内部磁性海绵以不同的比例被压缩,从而释放出不同数量的药物。

苏塞克斯大学工程和信息学学院的工程学高级讲师Elizabeth-Rendon Morales博士说:“对设备性能的微调和特征描述使得系统能够在不同的剂量模式下释放药物,从而具有提供个性化治疗的潜力。”

苏塞克斯大学生物医学工程学院的工程和信息学讲师Rodrigo Aviles-Espinosa博士说,“进一步推进这一过程,我们可以使用不同的海绵在胶囊中形成不同的隔间,或者采用其他技术,其中可以根据大孔海绵的特性以容纳两种或更多种物质而无需混合,从而可以提供更复杂的病程治疗。”

按需给药是近年来科学家研究的热点,可以为那些因服用大量药物或进行静脉注射而苦苦挣扎的病人提供另一种选择。2017年,英属哥伦比亚大学的研究人员研制出了一种磁性药物植入装置。这种设备是一块硅酮海绵,上面包裹着磁性羰基铁粒子,包裹在一个圆形聚合物层中,直径只有6毫米。药物被注射到设备中,然后通过手术植入被治疗的区域。在病人皮肤上放置一块磁铁,通过使海绵变形来激活该设备,并通过一个小孔触发药物释放到周围的组织中。

“药物植入体在治疗许多疾病方面是安全和有效的,磁控植入体特别有趣,因为你可以通过使用不同的磁铁强度来调整植入后的剂量。很多其他的植入物都没有这种特性。”UBC生物医学工程专业的博士生Ali Shademani说。

这种积极控制药物给药尤其适用于像糖尿病这样的疾病,因为每个病人所需的胰岛素剂量和时间都不同。今年3月,麻省理工学院的研究人员也提出过一种方法,将治疗细胞封装在一种灵活的保护装置中,这种装置可以防止免疫排斥,同时还允许氧气和其它重要营养物质进入细胞。这种细胞可以在任何需要的时候分泌胰岛素或其它蛋白质。

 
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