GI道的合成涂层可递送药物或助剂

通过利用消化道中发现的酶，麻省理工学院的工程师们发明了一种方法，将一种临时合成涂层涂在小肠内壁上。这种涂层可用于递送药物、帮助消化或防止葡萄糖等营养物质被吸收。

在对猪进行的一项研究中，研究人员证明，他们可以使用这种方法来简化通常需要一天多次服药的药物输送。他们还对涂层进行了修改，以释放乳糖酶，这种酶可以帮助人们消化乳糖，并阻止葡萄糖的吸收，这可能为治疗糖尿病或肥胖提供了一种新的策略。

“这三个申请相当截然不同，但它们提供了一种可以通过这种方法所做的宽度的感觉，”在布里格姆和女性医院的胃肠学家机械工程师助理教授Giovanni Traverso说Giovanni Traverso说：该研究的作者。

衬里由一个聚合物由多巴胺分子制成，可以作为液体饮用。一旦溶液到达小肠，这些分子就会在小肠中发现的一种酶的催化下组装成聚合物。

李俊伟，麻省理工学院科赫综合癌症研究所的博士后，是这项研究的主要作者科学翻译医学。

粘性聚合物

麻省理工学院的研究小组开始了这个项目，其目标是尝试开发一种液体药物配方，可以提供一种更容易吞咽的胶囊替代品，特别是对儿童。他们的想法是创造一种聚合物涂层对于肠粘膜而言，它是在被吞下后以单体溶液(聚合物的组成部分)的形式形成的。

特拉弗索说:“儿童通常不能服用像胶囊和药片这样的固体制剂。”“我们开始考虑是否可以开发一种液体配方，可以形成一种合成的上皮细胞内衬，然后用于药物传递，使患者更容易接受药物。”

他们从性质中获取了灵感，开始尝试一种叫做聚二胺（PDA）的聚合物，这是贻贝分泌以帮助他们紧贴岩石的粘性物质的组成部分。PDA由多巴胺的单体制成 - 与脑中的神经递质相同的化学品制成。

研究人员发现，一种叫做过氧化氢酶的酶可以帮助将多巴胺分子组装到PDA聚合物中。过氧化氢酶在整个消化道在小肠的上部有特别高的含量。

在对猪进行的一项研究中，研究人员表明，如果他们在液体溶液中释放多巴胺，以及少量的过氧化氢(在公认的安全水平)，小肠中的过氧化氢酶将过氧化氢分解为水和氧气。氧气帮助多巴胺分子结合成PDA聚合物。几分钟后，一层PDA薄膜就形成了，覆盖在内衬上小肠。

“这些聚合物具有粘膜粘合性能，这意味着聚合后，聚合物可以非常强烈地连接到肠壁上，”李说。“通过这种方式，我们可以在原始肠表面产生合成的，上皮样涂层。”

一旦研究人员开发出这种涂层，他们就开始试验各种方法来修改它以适应各种应用。他们证明，他们可以将一种叫做β -半乳糖苷酶(乳糖酶)的酶附着在薄膜上，而这种薄膜可以帮助乳糖消化。在猪身上，这种包衣可以提高乳糖消化效率约20倍。

在另一个应用中，研究人员使用了一种名为吡喹酮的药物，用于治疗血吸虫病，这是一种由寄生虫引起的热带疾病。通常这种药必须一天三次，但使用这种配方，它可以一天一次，并在一天中逐步释放。研究人员说，这种方法也可能对每天必须服用不止一次的抗生素有用。

最后，研究人员表示，他们可以在聚合物中嵌入微小的交联剂，使涂层不被葡萄糖(以及其他可能的分子)穿透。研究人员说，这可能有助于糖尿病、肥胖或其他代谢紊乱的治疗。

临时涂层

在这项研究中，研究人员发现，这种涂层可以持续约24小时，之后，它会随着构成肠粘膜的细胞一起脱落，而肠粘膜不断被替换。在猪身上进行的研究中，研究人员通过内窥镜给猪提供了这种溶液，但他们设想开发一种供人类使用的可饮用配方。研究人员还在开发其他替代配方，包括胶囊和药片。

研究人员对大鼠进行了一些初步安全研究，发现多巴胺溶液没有有害影响。他们的研究还表明，大多数或所有多巴胺分子都成为合成涂层的一部分，并且不会使其进入组织或血液中，但团队计划做额外的安全性，以探索多巴胺可能具有的任何可能的影响。

此外，研究人员在24小时后研究了肠道的营养吸收能力，并且在接受胃肠合成上皮衬里（GSEL）的动物之间没有差异，并且没有收到GSEL的动物。

此外，研究小组还发现，这种涂层能够很好地粘在人体胃肠道组织上。

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