ยาเม็ดใหม่สามารถส่งอินซูลินได้

แคปซูลที่ปล่อยอินซูลินในกระเพาะอาหารสามารถใช้แทนยาฉีดสำหรับผู้ป่วยประเภท 1 โรคเบาหวาน. ทีมวิจัยที่นำโดย MIT ได้พัฒนาแคปซูลยาที่สามารถใช้ส่งอินซูลินได้, อาจใช้แทนยาฉีดที่คนประเภท 1 เบาหวานต้องให้ตัวเองทุกวัน.

ขนาดประมาณบลูเบอร์รี่, แคปซูลประกอบด้วยเข็มขนาดเล็กที่ทำจากอินซูลินที่ถูกบีบอัด, ซึ่งจะถูกฉีดหลังจากที่แคปซูลถึงกระเพาะอาหาร. ในการทดสอบในสัตว์, นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถส่งอินซูลินได้เพียงพอในการลดน้ำตาลในเลือดให้อยู่ในระดับที่เทียบได้กับระดับที่เกิดจากการฉีดผ่านผิวหนัง. พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์นี้สามารถดัดแปลงเพื่อส่งยาโปรตีนอื่นๆ ได้.

“เราหวังเป็นอย่างยิ่งว่าสักวันหนึ่งแคปซูลรูปแบบใหม่นี้จะสามารถช่วยเหลือผู้ป่วยโรคเบาหวานได้ และบางทีใครก็ตามที่ต้องการการบำบัดซึ่งขณะนี้สามารถทำได้โดยการฉีดหรือการแช่เท่านั้น,โรเบิร์ต แลงเกอร์ กล่าว, เดวิด โฮ. อาจารย์สถาบันคช, เป็นสมาชิกของ Koch Institute for Integrative Cancer Research ของ MIT, และหนึ่งในผู้เขียนอาวุโสของการศึกษานี้.

จิโอวานนี่ ทราเวอร์โซ, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่โรงพยาบาลบริกแฮมและโรงพยาบาลสตรี, โรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ด, และนักวิทยาศาสตร์รับเชิญในภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลของ MIT, โดยที่เขาเริ่มต้นจากการเป็นอาจารย์ใน 2019, ยังเป็นผู้เขียนอาวุโสของการศึกษานี้ด้วย. ผู้เขียนบทความคนแรก, ซึ่งปรากฏในเดือนกุมภาพันธ์. 7 ปัญหาของ ศาสตร์, คือ Alex Abramson นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก MIT. ทีมวิจัยยังรวมถึงนักวิทยาศาสตร์จากบริษัทยา Novo Nordisk ด้วย.

ปฐมนิเทศตนเอง

เมื่อหลายปีก่อน, สำรวจ, แลงเกอร์, และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาได้พัฒนาก เม็ดยาเคลือบด้วยเข็มเล็กๆ มากมาย ที่สามารถนำไปใช้ฉีดยาเข้าเยื่อบุกระเพาะหรือลำไส้เล็กได้. สำหรับแคปซูลตัวใหม่, ผู้วิจัยได้เปลี่ยนการออกแบบให้มีเข็มเพียงอันเดียว, ทำให้ไม่ต้องฉีดยาเข้าในกระเพาะ, โดยที่กรดในกระเพาะจะถูกทำลายลงก่อนที่จะเกิดผลใดๆ.

ปลายเข็มทำจากเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ที่ถูกบีบอัด, อินซูลินแช่แข็งแห้ง, โดยใช้กรรมวิธีเดียวกับการขึ้นรูปยาเม็ด. เพลาของเข็ม, ซึ่งไม่เข้าผนังช่องท้อง, ทำจากวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพชนิดอื่น.

ภายในแคปซูล, เข็มติดอยู่กับสปริงที่ถูกบีบอัดซึ่งยึดไว้ด้วยจานที่ทำจากน้ำตาล. เมื่อกลืนแคปซูลเข้าไป, น้ำในกระเพาะจะละลายดิสก์น้ำตาล, ปล่อยสปริงแล้วแทงเข็มเข้าไปในผนังท้อง.

ผนังกระเพาะอาหารไม่มีตัวรับความเจ็บปวด, ดังนั้นนักวิจัยจึงเชื่อว่าผู้ป่วยจะไม่รู้สึกถึงการฉีดยา. เพื่อให้แน่ใจว่ายาจะถูกฉีดเข้าไปในผนังกระเพาะอาหาร, นักวิจัยได้ออกแบบระบบของตนเพื่อให้ไม่ว่าแคปซูลจะตกลงในท้องอย่างไร, มันสามารถปรับทิศทางตัวเองเพื่อให้เข็มสัมผัสกับเยื่อบุกระเพาะอาหารได้.

“ทันทีที่คุณรับมัน, คุณต้องการให้ระบบปรับตัวเองให้ถูกต้องเพื่อให้คุณมั่นใจได้ว่าจะได้สัมผัสกับทิชชู่,“เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับศักยภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในกระเพาะอาหารเพื่อใช้เป็นแพลตฟอร์มสำหรับสุขภาพเคลื่อนที่เพื่อช่วยเหลือผู้ป่วยจากระยะไกล.

ทีมวิจัยที่นำโดย MIT ได้พัฒนาแคปซูลยาที่สามารถใช้เพื่อส่งอินซูลินในขนาดรับประทานได้. ภาพ: เฟลิซ แฟรงเคิล

นักวิจัยได้แรงบันดาลใจจากเต่าเสือดาวที่เรียกว่าเต่าเสือดาว. เต่าตัวนี้, ซึ่งพบได้ในทวีปแอฟริกา, มีเปลือกสูง, โดมสูงชัน, ปล่อยให้มันหมุนตัวไปทางขวาหากมันกลิ้งไปด้านหลัง. นักวิจัยใช้การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแคปซูลที่มีรูปทรงต่างๆ กัน, ซึ่งช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนทิศทางได้แม้ในสภาพแวดล้อมแบบไดนามิกของกระเพาะอาหาร.

“สิ่งสำคัญคือเราต้องให้เข็มสัมผัสกับเนื้อเยื่อเมื่อฉีดเข้าไป,อับรามสันกล่าว. "อีกด้วย, ถ้าคนจะเคลื่อนไหวหรือท้องร้อง, อุปกรณ์จะไม่เคลื่อนไปจากทิศทางที่ต้องการ”

เมื่อฉีดปลายเข็มเข้าไปในผนังช่องท้องแล้ว, อินซูลินจะละลายในอัตราที่นักวิจัยสามารถควบคุมได้ในขณะที่เตรียมแคปซูล. ในการศึกษาครั้งนี้, ใช้เวลาประมาณหนึ่งชั่วโมงกว่าอินซูลินทั้งหมดจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดจนหมด.

ง่ายขึ้นสำหรับผู้ป่วย

ในการทดสอบในสุกร, นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถส่งมอบได้สำเร็จ 300 ไมโครกรัมของอินซูลิน. เมื่อเร็ว ๆ นี้, พวกเขาสามารถเพิ่มขนาดยาได้ 5 มิลลิกรัม, ซึ่งเทียบได้กับปริมาณที่คนไข้ประเภทหนึ่ง 1 เบาหวานก็ต้องฉีด.

หลังจากที่แคปซูลปล่อยเนื้อหาออกมา, มันสามารถผ่านระบบย่อยอาหารได้โดยไม่เป็นอันตราย. นักวิจัยไม่พบผลข้างเคียงจากแคปซูล, ซึ่งทำจากโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและส่วนประกอบสแตนเลส.

มาเรีย โฮเซ่ อลอนโซ่, ศาสตราจารย์ด้านชีวเภสัชภัณฑ์และเทคโนโลยีเภสัชกรรมที่มหาวิทยาลัย Santiago de Compostela ในสเปน, อธิบายว่าแคปซูลใหม่นี้เป็น “เทคโนโลยีใหม่อย่างสิ้นเชิง” ที่อาจเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยจำนวนมาก.

“เราไม่ได้พูดถึงการปรับปรุงการดูดซึมอินซูลินที่เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป, ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิจัยส่วนใหญ่ในสาขานี้ได้ทำมาแล้ว. นี่คือเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าและสมจริงที่สุดที่เปิดเผยมาจนถึงปัจจุบันสำหรับการส่งเปปไทด์แบบรับประทาน,"อลอนโซ่กล่าว, ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัย.

ขณะนี้ทีมงาน MIT กำลังทำงานร่วมกับ Novo Nordisk ต่อไปเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีและเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตสำหรับแคปซูล. พวกเขาเชื่อว่าการนำส่งยาประเภทนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับยาโปรตีนใดๆ ที่ปกติจะต้องฉีด, เช่นยากดภูมิคุ้มกันที่ใช้รักษาโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์หรือโรคลำไส้อักเสบ. นอกจากนี้ยังอาจใช้ได้กับกรดนิวคลีอิกเช่น DNA และ RNA.

“แรงจูงใจของเราคือการช่วยให้ผู้ป่วยรับประทานยาได้ง่ายขึ้น, โดยเฉพาะยาที่ต้องฉีด,“เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับศักยภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในกระเพาะอาหารเพื่อใช้เป็นแพลตฟอร์มสำหรับสุขภาพเคลื่อนที่เพื่อช่วยเหลือผู้ป่วยจากระยะไกล. “สิ่งคลาสสิกคืออินซูลิน, แต่มีอีกหลายคน”

การวิจัยได้รับทุนจาก Novo Nordisk, สถาบันสุขภาพแห่งชาติ, ทุนวิจัยระดับบัณฑิตศึกษาของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ, โรงพยาบาลบริกแฮมและสตรี, ทุนการศึกษาวิจัย Viking Olaf Bjork, และโครงการโอกาสการวิจัยระดับปริญญาตรีของ MIT.

แหล่งที่มา: http://news.mit.edu, “เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับศักยภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในกระเพาะอาหารเพื่อใช้เป็นแพลตฟอร์มสำหรับสุขภาพเคลื่อนที่เพื่อช่วยเหลือผู้ป่วยจากระยะไกล