一粒葯管兩周，MIT教授這個發明太天才了
你可知道為什麼大部分葯都是每日服2-3次？因為人體的腸道在12-24小時左右會自動清理一次腸道。而口服藥物一般在吸收效果最好的胃腸道上半部分停留約2-6個小時。
這樣算來，為了保持藥物的有效性，患者每天可不得口服2-3次藥物。當然，那些幾天甚至一周才排便一次的人可能要說，「看來我生病了可以幾天服一次葯了。」小編只想說，「朋友你該去看醫生了。」
對於清理腸道周期比較規律的慢病患者而言，每天多次服藥對他們是個很大的折磨，很多人都很難做到按時服藥。據統計，在美國有50%左右的患者不會遵醫囑服藥。這直接導致美國健康系統每年要因為這部分患者的健康問題損失1000多億美元(1)。這一現象在發展中國家和那些比較落後的國家情況就更嚴重了。據HealthPrize Technologies在2016年的最新統計數據(2)，目前全球因藥物依從性問題帶來的損失已經高達6370億美元。這一數字還在逐年增加。
實際上，藥物的依從性問題應該是從藥物誕生那一刻就出現了，現在只是越來越凸顯了。到目前為止，還沒有一款口服藥物可以起效超過24小時。也就是說，目前最省事兒的口服藥，也得一天一粒。
2012年，比爾蓋茨在波士頓與一幫科學家商討究竟如何才能在技術上實現一次服藥管幾天。麻省理工著名教授Robert Langer便將Giovanni Traverso介紹給了Gates。Traverso曾在Langer實驗室從事長期給葯系統的研究，目前他也是MIT的一名研究助理。在跟蓋茨基金接觸之後，Traverso的研究目標很快明確下來：設計一個服藥一次可以管一個療程的給藥方法。
Robert Langer
經過Langer和Traverso團隊的不懈努力，這個全新的給葯系統終於出現了。11月16日，他們的研究成果刊登在《科學轉化醫學》(3)上，他們發明的給葯體系給葯時間可以持續2周。本次研究的領導者是Andrew M. Bellinger，也是Langer實驗室的研究人員。
這個研究最具挑戰性的地方在於，如何讓藥物長時間停留在體內，且能經受胃部惡劣環境的考驗，並能緩慢釋放藥物，最後殘渣還得排出體外。
星形結構給葯系統：左圖，裝入膠囊後的形狀；右圖，展開時的形狀
根據這些要求，研究團隊首先設計了一個有六個臂的星形結構。這個星形結構可以向內摺疊，並裝入一個光滑的膠囊中。藥物分子則裝載到由聚己內酯製成的剛性聚合物臂中。每個臂通過一個可降解的接頭連接到橡膠樣核心上。
摺疊過程
患者在吞下膠囊之後，由聚己內酯製成膠囊會被胃中的酸溶解，星形結構收縮到一起的六個臂自動展開。一旦星形結構完全展開，它就難以進入腸道。然而，它又沒有大到完全阻斷食物向腸道流動，因此不會引起消化道阻塞。
在胃裡展開的過程
為了試驗這個星形給葯系統能否在體內正常工作，研究人員選取豬作為實驗對象，因為豬的消化道結構跟人類很類似。由於研究得到蓋茨基金的大力支持，所以研究團隊實驗中使用的藥物為，抗瘧疾的伊維菌素（Ivermectin）。
研究人員發現，星形給葯系統可以緩慢釋放藥物，並使豬體內藥物保持在有效範圍內長達10天以上，在服藥14天之後，體內的給葯系統基本全部排出體外。
藥物釋放完之後，被降解從腸道排出
「直到現在，沒有任何一個口服給葯系統可以做到，一次服藥保持一整天的療效，」Langer說。「這個給葯系統真正打開了超長時間給葯體系的大門，對很多慢性病（阿爾茲海默氏病、高血壓、糖尿病、艾滋病、肺結核等）的治療將會產生很大的影響。」
左圖為在消化系統內「一日游」的常規口服藥物，右圖為星形給葯系統
當然，這個給葯系統也有它自身的限制，由於體積的限制，在目前的研究階段，星形給葯系統只能滿足每日對藥物的需求在50毫克以內的患者。
目前這個技術已經由MIT和共同研發單位Brigham and Women醫院授權給初創公司Lyndra。Lyndra由Langer、Traverso和Bellinger等創辦於2015年，由Bellinger出任首席科學家。他們創辦Lyndra的初衷就是要解決長效給葯的問題。
目前Lyndra還需要做更多的動物研究。雖然豬的腸道結構跟人體類似，但是豬的腸道運動較人類緩慢，而且由於豬是四腳著地，胃腸承受的壓力也較人體小。據STAT報道，Lyndra計劃在2017年將這個給葯系統推向人體臨床研究。
參考資料：
【1】Osterberg L， Blaschke T. 2005. Adherence to Medication. New England Journal of Medicine 353：487-97
【3】Bellinger AM， Jafari M， Grant TM， Zhang S， Slater HC， et al. 2016. Oral， ultra-long-lasting drug delivery： Application toward malaria elimination goals. Science Translational Medicine 8：365ra157-365ra157
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