Sci Robot：开发出了一种能被可吸收胶囊填充的可植入泵 有望运输胰岛素至体内治疗糖尿病

2021年8月23日 讯 /生物谷BIOON/ --创造完全可植入的机器人来替代或恢复机体的生理学过程是医疗机器人开发的一个巨大挑战，在这个意义上来讲，恢复1型糖尿病患者机体的血糖平衡就是特别有趣的，腹腔内胰岛素运输能彻底改变1型糖尿病疗法。目前腹腔内的途径很少被使用，因为其主要依赖于连接腹膜内导管和外部储存器的接入端口，而装载药物的药丸会通过消化系统运输，以微创的方式重新填入可植入式的存储器，这样就能为腹腔内给药提供新的可能性。

图片来源：https://robotics.sciencemag.org/content/6/57/eabh3328

近日，一篇发表在国际杂志Science Robotics上题为“A fully implantable device for intraperitoneal drug delivery refilled by ingestible capsules”的研究报告中，来自中国香港大学等机构的科学家们通过研究开发了一种可植入的胰岛素运输装置，其能通过可食用的胶囊进行填充，文章中，研究人员描述了该设备的开发过程以及在猪体内测试的结果。

1型糖尿病患者通常无法产生胰岛素来调节机体的血糖，因此为了生存，患者必须将胰岛素通过外源性的方式注射到体内，目前有三种主要的选择，即注射、外部泵和内部泵；然而，这些选择或许都不是最佳选择，注射会给患者带来疼痛感，而且皮肤也会变得僵硬，从而使得长期注射变得困难；而外部泵会通过皮肤上的一个端口来输注胰岛素，这或许会引发疼痛和患者感染；而内部泵则必须使用一根管子通过皮肤上的端口进行补充。这篇研究报告中，研究人员开发了一种可植入的胰岛素泵，其能被可吞咽的小型胶囊来填充。

PILLSID操作的序列概述。

图片来源：Veronica Iacovacci, et al. Science Robotics (2021). DOI:10.1126/scirobotics.abh3328

为了让胰岛素泵在体内保持稳定并允许内部补给，研究人员将其放置在临近大肠的一部分肠腔中，随后研究者添加了磁铁和电机以便使得胶囊在肠道中移动时能对其捕获；而一旦捕获的话，胶囊就会被磁铁自动转动使其与泵正确对齐。接下来，一根针状结构会从泵中被挤出，穿过肠道进入到胶囊中；随后胰岛素泵会将胰岛素从胶囊中吸入一个存储器中，一旦胶囊中的胰岛素用完，这种针状结构就会缩回，而胶囊中就会继续穿过肠道直至排出。胰岛素泵能缓慢将胰岛素释放到肠腔中，使其被吸收到血液中，在那里被机体用来管理葡萄糖的水平，这种泵所用的电池能通过皮肤进行无线充电。

研究人员还发现，该设备在猪体内进行试验的结果符合预期设想，但他们指出，在对人类进行测试之前还需要进行大量工作来确保其该系统工作的稳定性。综上，本文研究结果表明，这种胰岛素补充机制在体内能有效地发挥作用，且能安全地调节糖尿病猪模型机体的血糖水平，这种泵装置大约有165克，尺寸为78毫米×63毫米×35毫米，能与商业化的可植入装置相媲美，但同时也能克服与存储器补给和供电相关的紧急关键问题。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Veronica Iacovacci, Izadyar Tamadon, Emanuele Federico Kauffmann, et al. A fully implantable device for intraperitoneal drug delivery refilled by ingestible capsules, Science Robotics (2021). DOI:10.1126/scirobotics.abh3328