“烏賊膠囊”讓你遠(yuǎn)離打針的煩惱

在自然界中，生物以其獨(dú)特的生存策略和智慧，持續(xù)為人類帶來創(chuàng)新的靈感。前不久，麻省理工學(xué)院與丹麥諾和諾德公司的研究人員，從烏賊噴墨的奇妙行為中得到新的啟示，研發(fā)出一種革命性的遞送系統(tǒng)——“烏賊膠囊”。

開發(fā)噴藥膠囊

烏賊在水中的運(yùn)動方式十分奇特，它用來游泳的器官是位于身體腹面的漏斗。當(dāng)外套膜邊緣張開時(shí)，海水可自由地流入外套膜。當(dāng)烏賊利用閉鎖器將外套腔的口緊緊關(guān)閉，水便不能從外套腔流出。這時(shí)，它將外套膜強(qiáng)有力的肌肉收縮，貯存在外套腔里的水便會泉涌似的從漏斗口噴射出去。噴出水流的反作用力，甚至可使烏賊向后倒退著運(yùn)動。烏賊的運(yùn)動速度全由從漏斗口噴出的水流速度來決定，每秒可達(dá)15 米，逃命時(shí)甚至達(dá)到每秒40 米，被譽(yù)為“水中火箭”。當(dāng)遇到危險(xiǎn)時(shí)，烏賊將墨囊中的墨汁通過漏斗孔迅速噴出，形成一團(tuán)濃密而迅速擴(kuò)散的黑云，以遮擋敵人的視線。

受烏賊噴墨的啟發(fā)，研究人員開發(fā)了一種可吞咽的“烏賊膠囊”，并通過一系列動物實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出膠囊所需的壓力，以便有足夠的力量排出藥物，釋放到特定的組織中。

不需要針頭

由于分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)類藥品或核酸類藥物，容易被消化道內(nèi)的酶分解，使藥物喪失活性，影響治療，因此主要選擇皮下注射，不能口服。而“烏賊膠囊”不需要針頭，可直接將藥物釋放到胃壁或消化道等器官中，最大限度地減少了潛在的組織損傷，確保了藥效。

為了保證膠囊在合適的位置噴射，研究人員通過一系列實(shí)驗(yàn)計(jì)算出了在不同位置噴藥所需的推力、相匹配的噴嘴尺寸和噴射角度。噴射的推力來自膠囊內(nèi)的彈簧或是壓縮的二氧化碳?xì)怏w。在膠囊被吞服前，彈簧或二氧化碳?xì)怏w在觸發(fā)器的作用下保持壓縮狀態(tài)；而膠囊一旦暴露于濕潤或酸性環(huán)境（如胃內(nèi)環(huán)境）時(shí)，觸發(fā)器便會溶解，彈簧或氣體就會膨脹，將藥物從膠囊中噴射出來。

“烏賊膠囊”由金屬和塑料制成，針對不同的給藥部位，研究人員設(shè)計(jì)出兩款膠囊。其中一款膠囊底部平坦，頂部是圓形，大約藍(lán)莓那么大，可攜帶 80 微升的藥物，放置于胃壁等表面，將藥物向下噴射到組織中；另一款膠囊呈管狀，能夠?qū)?zhǔn)食道或小腸等長管狀器官，遞送 200 微升的藥物。

革新藥物遞送

300 多年前，英國科學(xué)家發(fā)明了簡易注射器，開啟了打針給藥的時(shí)代。然而，頻繁注射，會使患者肌肉疼痛、免疫力降低、電解質(zhì)紊亂等，給身體和精神帶來負(fù)擔(dān)，而“烏賊膠囊”則消除了處理銳器的麻煩。

“烏賊膠囊”高速柱狀噴射器的另一個(gè)潛在優(yōu)勢是定位準(zhǔn)確且不會變動，可以從微小角度輸送藥物劑量，不像針頭那樣需要與組織緊密接觸。下一步，科學(xué)家計(jì)劃繼續(xù)改進(jìn)膠囊，條件成熟后進(jìn)行人體試驗(yàn)。