开启口服给药新篇章！南京大教赵近锦《AM》：磁相应微针呆板人，适口服递送大分子药物

口服给药因其给药简洁、患者担当度高、便利、本钱效益好而受来临床青睐。而因为胃肠道庞大的生理情况，如富厚的消化酶、时空改变的pH值以及黏膜屏蔽，很多药物简单失活，汲取率低，尤其是大分子像卵白质。是以，将特别的化学修饰和纳米载体引入口服给药体系以降服生物停滞的研究受到越拉越多的存眷。只管比年来相干研究取得了必然希望，但这些颠末修饰的药物和药物载体是否可以通过粘性消化液有用扩散到作用部位仍存在争议。别的，现有的胃肠注射装置普通布局庞大，本钱高，缺乏可控性，大概存在消化道阻塞等潜伏危险。是以，开辟有用的口服给药体系仍旧备受期望。

鉴于此，南京大学赵远锦传授研究团队提出了一种由三个部门（磁性基板、可分散毗连和尖端）构成的新型磁相应微针呆板人，用于高效口服递送多功效大分子（图1）。在商品化肠溶胶囊的帮助下，它们可以口服，进入小肠时开释。受益于其极化磁性基板，微针呆板人的尖端可以定向到小肠壁，降服停滞，插入构造，并在特定磁场下通报封装的活性物质。别的，在可分散毗连降解后，尖端可以留在构造内部以连续开释活性物质，而且可以宁静地排挤磁性基质。基于这些特点，通过利用微针呆板生齿服胰岛素并有用调治猪的血糖，展示了微针呆板人的有用代价。作者信赖这种微针呆板人可以口服递送多种大分子，从而开启口服给药的新篇章。相干事情以“Magneto-Responsive Microneedle Robots for Intestinal Macromolecule Delivery”为题颁发在国际顶级期刊《Advanced Materials》上。

图1口腔磁相应微针呆板人的构成、开释、给药和事情道理表示图

微针呆板人的制造、表征和磁相应

作者将明胶甲基丙烯酰 (GelMA) 与牛血明净卵白 (BSA) 混淆，以便可分散毗连可以被小肠液中的酶快速降解。聚（乙二醇）二丙烯酸酯（PEGDA）与可磁化微粒联合，从而连结对外部磁场的高剩磁。将这些溶液添补到模板内并逐一固化，即可制作出微针呆板人（图2）。由此孕育发生的微针呆板人具有有序分列的尖端和微小的尺寸，直径为 3 毫米。微针呆板人可以蒙受的最大压缩力约为每根微针0.5 N，评释构造穿透乐成。当施加磁铁以孕育发生外部磁场时，微针呆板人将以其尖端指向磁场偏向的方法分列。通过调解磁铁的活动，磁性呆板人的扭转宁静移活动都可以得到很好的操纵。

图2微针呆板人的制造、表征和磁相应

微针呆板人的穿透、离开和开释本领

作者将由雷同尺寸的尖端质料、毗连质料和基底质料制成的水凝胶块分别浸入人工肠液 (AIJ) 中，观看到毗连质料的湿重淘汰到原始质料的25%。别的，将微针呆板人浸入37°C下的AIJ中，并在热混淆器上以100 rpm的速率摇动。发觉尖端可以在40分钟内与磁性基板分散（图3）。作者利用磁铁将微针呆板人进一步插入新奇的猪小肠，并用提取的肠液 (EIF) 处置惩罚，以研究它们在更真真相况下的离开和穿透服从。效果评释，与EIF打仗的微针呆板人的穿透率和离开率均凌驾90%。体外进一步研究了微针呆板人尖真个药物开释本领，吸头在6小时内开释了约莫一半的携带胰岛素，48小时后开释了原始量的70%以上。

图3微针呆板人的穿透、离开和开释本领

呆板人的体内磁操纵及给药性能

在体内试验历程中，可以诱导微针呆板人在麻醉小型猪的小肠中沿着磁铁导向的轨迹移动（图4）。随着小肠与磁铁间隔的减小，局部磁场加强，微针呆板人乐成穿透肠黏膜。全部的穿透服从都靠近100%，在猪体内猪小肠构造中的穿透深度到达500 µm，在离体人小肠构造中靠近600 µm。为开端评估微针呆板人的体内给药性能，作者制备了胰岛素微针呆板人，并依据猪小肠与人肠的普通布局、厚度和身分的相似性，创建了糖尿病小型猪模子（图5）。发觉经处置惩罚的小型猪的血糖程度会在约2小时内降至正常。口服葡萄糖后，假如用微针呆板人治疗糖尿病小型猪，血糖程度略有增添并敏捷规复到正常血糖状态。

图4微型猪小肠内微针呆板人的体内磁操纵

图5微针呆板人穿透力比拟及血糖调治本领

小结：作者通过基于模板的制造计谋开辟了磁相应三组件微针呆板人，以实现有用的口服给药。微针呆板人的磁性基板可以通过外部磁场举行导航和操纵；可分散的毗连在与消化液打仗时会敏捷降解；而载药吸头可以冲破肠道屏蔽，连续开释药物。这些微针呆板人被封装在用于口服的贸易肠溶胶囊中，并在小肠中开释。然后，它们在特定磁场的指导下，尖端面向小肠壁并穿透构造。在蠕动的关心下，可分散毗连的渐渐退化将使磁性基底与插入的尖端分散并被排挤体外。通过利用这些微针呆板人治疗链脲佐菌素诱导的糖尿病猪，证明白它们运送胰岛素和有用调治血糖的本领。这些特点评释了这种微针呆板人在口服差别范例药物（包罗大分子药物和生物活性药物）方面的有用代价。

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202104932

泉源：高分子科学前沿

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