黑科技！3D打印藥片：通過控制磁場精準給藥，不會傷害健康細胞

來源：前瞻網(wǎng)

根據(jù)蘇塞克斯大學(xué)研究人員的一項新研究，醫(yī)生們很快就可以用磁場控制的3D打印膠囊對危及生命的疾病進行全程治療。蘇塞克斯大學(xué)和德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的工程師和制藥科學(xué)家開發(fā)了一種可觸發(fā)的遠程控制系統(tǒng)，用于按需配送藥物。利用3D打印技術(shù)和磁驅(qū)動技術(shù)，研究人員證明了由磁場觸發(fā)的能夠在體外抑制癌細胞增殖的藥物釋放的概念。

圖片來源：University of Sussex

雖然這項研究還處于初始階段，但研究人員正致力于開發(fā)一種能夠利用永磁體等外部手段將藥物給藥系統(tǒng)驅(qū)動到人體所需位置的系統(tǒng)。這項技術(shù)將允許藥物在病變附近使用。

研究人員預(yù)測，新系統(tǒng)提供的靶向給藥可以幫助消除化療等治療導(dǎo)致的有害副作用，這些副作用會損害鄰近的健康細胞。該設(shè)備還提供了一定程度的控制，可以防止不適當?shù)膭┝�，這已成為藥物治療的副作用的主要原因。

蘇塞克斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的博士研究員、該研究的第一作者Kejing Shi說:“該設(shè)備提供了個性化治療的潛力，通過加載特定濃度的藥物，并在不同的劑量模式下釋放它。所有結(jié)果都證實，該設(shè)備可以為癌癥等局部疾病的治療提供一種安全、長期、可觸發(fā)和再利用的方式。”

蘇塞克斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院藥劑學(xué)研究實驗室主任Ali Nokhodchi教授是這篇文章的通訊作者，他說:“這種裝置通過優(yōu)化藥物在亞細胞水平上的靶向分布和吸收來提高療效和安全性。該設(shè)備有潛力用于治療癌癥、糖尿病、疼痛和心肌梗死，如果這些患者目前依靠不穩(wěn)定的單調(diào)藥物治療，感到不適或不便時，則需要可變的釋放動力學(xué)�！�

該研究將發(fā)表在8月版的《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》上，其中一種包含抗癌藥物5-氟尿嘧啶的裝置，由磁性聚二甲基硅氧烷(PDMS)海綿筒和一個3D打印存儲體組成，顯示出對Trex細胞生長的抑制作用。

通過開啟和關(guān)閉所施加的磁場，實現(xiàn)藥物的重復(fù)局部釋放。當磁場作用于設(shè)備時，改變磁場的強度，使得內(nèi)部磁性海綿以不同的比例被壓縮，從而釋放出不同數(shù)量的藥物。

蘇塞克斯大學(xué)工程和信息學(xué)學(xué)院的工程學(xué)高級講師Elizabeth-Rendon Morales博士說:“對設(shè)備性能的微調(diào)和特征描述使得系統(tǒng)能夠在不同的劑量模式下釋放藥物，從而具有提供個性化治療的潛力。”

蘇塞克斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院的工程和信息學(xué)講師Rodrigo Aviles-Espinosa博士說，“進一步推進這一過程，我們可以使用不同的海綿在膠囊中形成不同的隔間，或者采用其他技術(shù)，其中可以根據(jù)大孔海綿的特性以容納兩種或更多種物質(zhì)而無需混合，從而可以提供更復(fù)雜的病程治療�！�

按需給藥是近年來科學(xué)家研究的熱點，可以為那些因服用大量藥物或進行靜脈注射而苦苦掙扎的病人提供另一種選擇。2017年，英屬哥倫比亞大學(xué)的研究人員研制出了一種磁性藥物植入裝置。這種設(shè)備是一塊硅酮海綿，上面包裹著磁性羰基鐵粒子，包裹在一個圓形聚合物層中，直徑只有6毫米。藥物被注射到設(shè)備中，然后通過手術(shù)植入被治療的區(qū)域。在病人皮膚上放置一塊磁鐵，通過使海綿變形來激活該設(shè)備，并通過一個小孔觸發(fā)藥物釋放到周圍的組織中。

“藥物植入體在治療許多疾病方面是安全和有效的，磁控植入體特別有趣，因為你可以通過使用不同的磁鐵強度來調(diào)整植入后的劑量。很多其他的植入物都沒有這種特性�！盪BC生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的博士生Ali Shademani說。

這種積極控制藥物給藥尤其適用于像糖尿病這樣的疾病，因為每個病人所需的胰島素劑量和時間都不同。今年3月，麻省理工學(xué)院的研究人員也提出過一種方法，將治療細胞封裝在一種靈活的保護裝置中，這種裝置可以防止免疫排斥，同時還允許氧氣和其它重要營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞。這種細胞可以在任何需要的時候分泌胰島素或其它蛋白質(zhì)。