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(dá)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(tuán)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(jī)械拉伸口腔黏膜并結(jié)合滲透增強(qiáng)劑，顯著促進(jìn)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(tuán)隊決定嘗試模仿章魚吸盤的結(jié)構(gòu)和機(jī)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(tuán)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(kuò)散到高度血管化的黏膜組織中，促進(jìn)其進(jìn)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(jìn)一步的應(yīng)用。

記者了解到，目前國內(nèi)外也有多個科研團(tuán)隊嘗試使用各種機(jī)械方法來促進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步觀察。

研究團(tuán)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行有效遞送的物質(zhì)。