黑科技！3D打印藥片：通過控制磁場精準(zhǔn)給藥，不會傷害健康細(xì)胞

來源：前瞻網(wǎng)

根據(jù)蘇塞克斯大學(xué)研究人員的一項(xiàng)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(jìn)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(yuǎn)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(xì)胞增殖的藥物釋放的概念。

圖片來源：University of Sussex

雖然這項(xiàng)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(xiàng)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(xì)胞。該設(shè)備還提供了一定程度的控制，可以防止不適當(dāng)?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(gè)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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(xì)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(shí)，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(gè)3D打印存儲體組成，顯示出對Trex細(xì)胞生長的抑制作用。

通過開啟和關(guān)閉所施加的磁場，實(shí)現(xiàn)藥物的重復(fù)局部釋放。當(dāng)磁場作用于設(shè)備時(shí)，改變磁場的強(qiáng)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(gè)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(jìn)一步推進(jìn)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(diǎn)，可以為那些因服用大量藥物或進(jìn)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(gè)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(gè)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?yàn)槟憧梢酝ㄟ^使用不同的磁鐵強(qiáng)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。”UBC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?yàn)槊總�(gè)病人所需的胰島素劑量和時(shí)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(xì)胞封裝在一種靈活的保護(hù)裝置中，這種裝置可以防止免疫排斥，同時(shí)還允許氧氣和其它重要營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。這種細(xì)胞可以在任何需要的時(shí)候分泌胰島素或其它蛋白質(zhì)。