相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，自1922年胰島素首次在臨床治療中得到應(yīng)用以來，多肽藥物經(jīng)歷了一個世紀(jì)的科學(xué)和技術(shù)探索，目前全球多肽藥物市場規(guī)模已經(jīng)達到近1000億美元。近年來，如多肽、mRNA、單克隆抗體等新型藥物被開發(fā)用于治療各種疑難雜癥。上述生物大分子藥物雖在糖尿病、心血管疾病、癌癥、病毒感染等疾病治療中發(fā)揮出重要作用，但多肽等藥物的口服遞送仍面臨著多重挑戰(zhàn)，如藥物在消化道的不穩(wěn)定性、低生物利用度以及肝臟首過效應(yīng)等。

日前，南方科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系副教授羅智研究團隊受到章魚觸手吸盤結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，通過3D打印開發(fā)出一種輸送多肽藥物的仿生吸盤貼片。該貼片可通過機械拉伸口腔黏膜并結(jié)合滲透增強劑，顯著促進藥物的跨膜吸收。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上。

模仿章魚吸盤的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)藥物高效遞送

“口腔黏膜表面具有滑動特性，導(dǎo)致許多設(shè)計用于口服遞送的載體難以有效地附著。”羅智介紹，章魚觸手吸盤能夠在各種表面上實現(xiàn)穩(wěn)固附著，因此團隊決定嘗試模仿章魚吸盤的結(jié)構(gòu)和機制，設(shè)計出能夠有效附著在口腔黏膜上的藥物遞送貼片。

基于此，羅智團隊利用3D打印技術(shù)開發(fā)出一種非侵入性口腔藥物遞送裝置，通過模仿章魚吸盤的三維結(jié)構(gòu)和肌肉排列，實現(xiàn)了對口腔黏膜溫和而有效的黏附與拉伸，將藥物高效擴散到高度血管化的黏膜組織中，促進其進入全身循環(huán)。羅智說，這一仿生創(chuàng)新手段不僅有助于提高藥物遞送的效率和便利性，還有望在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到進一步的應(yīng)用。

記者了解到，目前國內(nèi)外也有多個科研團隊嘗試使用各種機械方法來促進口服藥物在胃腸道中的吸收，主要使用的方法有磁性粒子、微納智能裝置、微針裝置和可膨脹水凝膠等。羅智介紹，磁性粒子合成過程復(fù)雜，成本較高；智能裝置和微針裝置等難以采用傳統(tǒng)制造方法進行批量生產(chǎn)，且對胃腸道黏膜可能造成潛在損害，安全性需要進一步觀察。

研究團隊經(jīng)過一系列嚴(yán)格的實驗驗證，包括對大型動物模型和40名健康人體試驗參與者的臨床前研究，證實這種仿生吸盤貼片在提升藥物生物利用度方面具有顯著效果。例如，在比格犬體內(nèi)進行的實驗研究中，該仿生吸盤貼片相較于商業(yè)化的片劑形式，實現(xiàn)了對去氨加壓素(其口服生物利用度僅為0.1%)這一多肽藥物生物利用度的顯著提升。

在大分子藥物制劑領(lǐng)域前景廣闊

口腔貼片由于具有非侵入性和使用便利性，有助于提高患者的依從性。特別是對于兒童和有針頭恐懼癥的患者，這種新型遞送方式可能會大大提高其對治療的接受度。

羅智舉例說:“讓兒童利用貼片的方法服用生長激素等藥物而不用每天打針，能夠顯著提高治療依從度，改善治療效果。”

“仿生吸盤貼片使用方式穩(wěn)定簡單，其穩(wěn)定性減少了貼片脫落的風(fēng)險，在避免注射所帶來的痛苦和不便的同時，也能避免一些口服多肽類藥物空腹服用后半小時內(nèi)不能進食等的限制。”羅智介紹，“在人體試驗中，大多數(shù)參與者表示，與傳統(tǒng)的注射方式相比，他們更傾向于使用這種貼片作為常規(guī)和周期性的給藥方法。”

另悉，除多肽和蛋白質(zhì)藥物，仿生吸盤貼片也可用于其他類型藥物或生物活性成分的遞送，特別是對因分子大小或其他生物利用度問題而難以通過傳統(tǒng)口服或注射途徑進行有效遞送的物質(zhì)。