微型机器人给肠道不同部位送药

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人的消化道是一个复杂的系统,不同的疾病往往需要对消化道的不同部位施加药物,这对药物的研发者是不小的挑战。近日,来自美国的研究人员开发出一种微型的自驱动体系,有望根据需要将药物输送到肠道的指定部位。

来自美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员首先将金和一种名为PEDOT的导电高分子制成直径5微米、长15微米的圆筒,随后将金属镁的微粒填充至圆筒内部,最后用常用于肠溶片涂层的一种高分子覆盖在圆筒表面,将整个圆筒封闭起来。这种高分子材料能溶于碱性溶液但不溶于酸性溶液,而人的胃和肠道内部刚好分别呈酸性和碱性环境。因此,经过封装的圆筒进入人体后,在胃液中保持完好,而进入小肠后,高分子涂层逐渐溶解,封装于其中的镁的微粒逐渐被释放出来。镁随即与水发生反应,产生的氢气气泡驱动整个微型圆筒在小肠内运动,其中一些圆筒会与小肠内壁发生碰撞并停留在那里,如果圆筒中同时填充有药物,药物分子就有可能被释放出来并发挥作用。

研究人员发现,通过控制圆筒表面的高分子涂层的厚度,他们可以方便地让微型圆筒停留在小肠不同部位的内壁。高分子涂层越厚,就需要越长的时间来完全被溶解并导致镁的微粒被释放出来,因此微型圆筒就会停留在小肠较往后部位的内壁。例如,当涂层厚度为0.3微米时,这些微型圆筒主要停留在十二指肠的内壁,但当厚度增加到1.2微米时,微型圆筒更多停留在回肠的内壁。研究人员计划在随后的研究中将药物装载到这些圆筒中,从而测试这些微型自驱动体系在临床应用中的效果。

(文/魏昕宇)

报道:http://cen.acs.org/articles/94/web/2016/10/Self-propelling-motors-target-cargo.html

论文:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facsnano.6b04795