关于蓝莓的大小，胶囊包含由压缩胰岛素制成的小针，其在胶囊到达胃后注射。在动物试验中，研究人员表明，它们可以提供足够的胰岛素，使血糖降低到与通过皮肤注射产生的水平相当的水平。他们还证明该装置可以适应其他蛋白质药物。

“我们真的希望这种新型胶囊有朝一日可以帮助糖尿病患者，也许任何需要治疗的人，现在只能通过注射或输液给药，”麻省理工学院会员David H. Koch研究所教授Robert Langer说。科赫综合癌症研究所，该研究的高级作者之一。

Giovanni Traverso是哈佛医学院布莱根妇女医院的助理教授，也是麻省理工学院机械工程系的访问科学家，他在2019年开始担任教职员工，也是该研究的高级作者。这篇论文的第一作者出现在2月7日的“ Science”杂志上，是麻省理工学院的研究生亚历克斯艾布拉姆森。该研究团队还包括制药公司Novo Nordisk的科学家。

自我定位

几年前，Traverso，Langer和他们的同事开发了一种涂有许多小针头的药丸，可以用来将药物注射到胃或小肠的内层。对于新的胶囊，研究人员将设计改为只有一根针，这样他们就可以避免将药物注射到胃内部，在这些药物会产生任何影响之前它们会被胃酸分解。

针的尖端由几乎100％压缩的冷冻干燥的胰岛素制成，使用与形成药片相同的方法。不进入胃壁的针的轴由另一种可生物降解的材料制成。

在胶囊内，针头连接到压缩弹簧上，压缩弹簧由糖制成的圆盘固定就位。当吞咽胶囊时，胃中的水溶解糖盘，释放弹簧并将针注射到胃壁中。

胃壁没有疼痛感受器，因此研究人员认为患者无法感受到注射。为了确保将药物注入胃壁，研究人员设计了他们的系统，这样无论胶囊如何落入胃中，它都可以自我定向，使针头与胃的内层接触。

“一旦你接受它，你就希望系统能够自行调整，这样你才能确保与组织接触，”Traverso说。

研究人员从被称为豹龟的乌龟的自我定位特征中汲取灵感。这种乌龟是在非洲发现的，它的外壳有一个高而陡峭的圆顶，如果它翻到背上，它就会自行调整。研究人员使用计算机建模为其胶囊提供了这种形状的变体，即使在胃的动态环境中也可以重新定向。

“重要的是我们在注射针头时会将针头与组织接触，”艾布拉姆森说。“此外，如果一个人要四处走动或者肚子会咆哮，那么该设备就不会从其首选方向移动。”

一旦将针尖注入胃壁，胰岛素就会以制备胶囊时可由研究人员控制的速率溶解。在这项研究中，所有胰岛素需要大约一个小时才能完全释放到血液中。

对患者来说更容易

在猪的测试中，研究人员表明，他们可以成功地提供高达300微克的胰岛素。最近，他们已经能够将剂量增加到5毫克，这与1型糖尿病患者需要注射的量相当。

胶囊释放其内容物后，可以无害地通过消化系统。研究人员发现胶囊没有任何副作用，胶囊由可生物降解的聚合物和不锈钢成分制成。

西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学的生物制药和制药技术教授MariaJoséAlonso将这种新胶囊描述为一种可以使许多患者受益的“全新技术”。

“我们不是在谈论胰岛素吸收的逐步改善，这是该领域迄今为止大多数研究人员所做的。这是迄今为止口服肽递送迄今为止所揭示的最现实和最具影响力的突破性技术，”Alonso说，他是没有参与研究。

麻省理工学院的团队现在继续与诺和诺德合作，进一步开发技术并优化胶囊的制造工艺。他们认为这种类型的药物递送可用于通常必须注射的任何蛋白质药物，例如用于治疗类风湿性关节炎或炎性肠病的免疫抑制剂。它也可用于核酸，如DNA和RNA。

“我们的动机是让患者更容易服用药物，特别是需要注射的药物，”Traverso说。“经典的是胰岛素，但还有很多其他药物。”

该研究由Novo Nordisk，国立卫生研究院，国家科学基金会研究生研究奖学金，布莱根妇女医院，维京奥拉夫比约克研究奖学金和麻省理工学院本科研究机会计划资助。