TUFTS大學開發(fā)3D打印藥丸，可以幫助創(chuàng)建治療腸道疾病的方法

2019年7月29日，南極熊從外媒獲悉，由塔夫茨大學領導的一個研究項目開發(fā)了一種3D打印藥丸，可以在攝入時通過胃腸道對腸道中的細菌（也稱為微生物組）進行采樣。通過對位于腸道內(nèi)的細菌種類進行分析，研究人員可以增加對腸道微生物組相關疾病的認識，這些疾病可能具有重要意義。

據(jù)高級智能系統(tǒng)雜志發(fā)表的一項研究報告稱，3D打印藥丸被認為是第一種能夠提供胃腸道微生物群體特征的非侵入性診斷工具。目前用于對微生物組進行取樣的方法主要涉及分析糞便DNA和代謝物的侵入性程序。這些方法有時可能無效且不準確，在細菌種類可能發(fā)生顯著變化的區(qū)域提供的信息很少。

塔夫茨大學的3D打印和該研究的主要作者,研究新型應用的博士后研究員Hojatollah Rezaei Nejad評論道:“我們擁有使用DNA測序分析細菌種群的先進技術，但直到現(xiàn)在還沒有辦法以非侵入性的方式在整個胃腸道中對細菌進行采樣.”

“通過非侵入性抽樣，這個藥丸可以幫助我們更好地識別和理解不同腸道細菌在健康和疾病中的作用。”

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通過3D打印了解和預防疾病

用微流體通道對藥丸進行3D打印，使其能夠?qū)ξ改c道的不同階段進行采樣。在藥丸的表面上是pH敏感的涂層，防止藥丸吸收樣品直到它繞過胃并進入小腸，然后涂層溶解。藥丸中的兩個腔室由半透膜隔開。其中一個腔室包含吸收細菌的螺旋通道，而另一個腔室充滿鈣鹽。鹽室有助于在稱為滲透的過程中將細菌吸入螺旋通道。

此外，在藥丸內(nèi)部實施了一個小磁鐵，可以從身體外部使用磁鐵來控制它。然后可以將藥丸移動并保持在腸道中的特定位置，以進行更多空間目標取樣。 “該設備的設計使其非常易于使用，對受試者構成的風險很小，但提供了大量信息，”塔夫斯大學卡明斯獸醫(yī)學院傳染病與全球健康教授Giovanni Widmer解釋說。

這種3D打印的藥丸已被Tufts研究人員在體外和體內(nèi)進行了測試。根據(jù)他們的發(fā)現(xiàn)，研究人員得出結論，該藥丸能夠準確識別細菌種群及其相對豐度。然而，到目前為止，它僅在豬和靈長類動物中進行過測試。需要進行臨床試驗以確定3D打印的藥丸是否可用于人類以進行常規(guī)臨床護理。

健康腸道中存在超過1,000種細菌，盡管它們中的大多數(shù)具有消化益處和對疾病的保護作用。然而，有可能擾亂微生物組的自然平衡，微生物組可導致炎癥，易感染和癌癥等其他疾病的惡化。 3D打印的藥丸有可能在研究具有對疾病有益或保護作用的特定微生物組代謝物的研究中發(fā)揮重要作用。

“我們正在學習腸道微生物組在健康和疾病中的作用。然而，我們對它的生物地理知之甚少，“塔夫斯大學工程學院電氣和計算機工程教授，該研究的通訊作者Sameer Sonkusale補充道。

“該藥將改善我們對微生物分布中空間分布的作用的理解，以推進針對多種疾病和條件的新治療和治療。”


雖然避孕藥可能作為一種非侵入性診斷工具具有重要意義，但并不是第一次使用3D打印來生產(chǎn)具有醫(yī)學和健康獨特益處的藥丸。

2018年12月，在麻省理工學院（麻省理工學院）開展了一個項目，研究人員開發(fā)了一種3D打印藥丸，用于收集人體胃內(nèi)的數(shù)據(jù)。這些藥丸被設計為在胃中放置超過一個月，感知感染的發(fā)展，或身體對藥物的反應，甚至是服用治療藥物。

另一方面，紐約圣約翰大學的一個研究小組設計并測試了3D打印平板電腦，旨在阻止阿片類藥物濫用者濫用藥物。熱塑性片劑以蛋形3D打印，這有助于難以濫用強效處方藥。

尋求商業(yè)化3D打印藥品和設備的UCL衍生公司FabRx也開發(fā)了自己的3D打印藥丸。該公司正在開展一項合作項目，將3D打印機硬件和材料商業(yè)化，以生產(chǎn)供人類消費的個性化藥品。英國政府的技術戰(zhàn)略委員會Innovate UK已經(jīng)為該項目提供了超過65萬英鎊的資金。


編譯自：3dprintingindustry