通过胃肠道 (GI) 输送大分子仍然是一项重大挑战。已经开发和研究了各种使用物理药物输送模式的技术,以克服胃肠道上皮细胞层进行局部和全身输送。这些技术包括直接注射、喷射、超声波和离子电渗疗法,这些技术在很大程度上改编自透皮药物输送。通过内窥镜使用针头直接注射药物已在临床上使用了一个多世纪。喷射是一种无针药物输送方法,其中高速流体药物流渗透到组织中,已在临床前评估了将药物输送到颊粘膜中的效果。在临床前动物模型中,超声波已被证明有利于增强大分子(包括核酸)的输送。通过离子电渗疗法应用电场梯度将药物驱动到组织中,已被证明可以将剧毒化疗药物输送到胃肠道组织中。本文深入概述了胃肠道中这些药物输送的物理模式及其临床和临床前用途。关键词:注射、喷射、微针、离子电渗疗法、超声波、上皮层 1. 简介
Gerresheimer 开发了一种用于输送单克隆抗体等生物制剂的新型泵技术。可穿戴的 Sens AIR™ 贴身输送装置可控制不同粘度药物的皮下给药。该装置旨在使患者能够以方便的方式自行给药多达 20 毫升的生物制剂。
有机电子离子泵 (OEIP) 已被研究作为一种有前途的解决方案,用于精确局部输送生物信号化合物。OEIP 小型化提供了多种优势,从更好地控制输送的时空到降低植入设备的侵入性。一种小型化途径是开发基于聚电解质填充毛细管纤维的 OEIP。这些设备可以轻松靠近目标细胞和组织,可以被视为其他“离子电子”植入物的起点。迄今为止,OEIP 和其他此类离子电子表现出有限的电极容量,因为它们通常依赖于聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT:PSS) 电极。虽然这种材料在混合离子电子系统中得到了充分研究并且可行,但其体积电容受到最终氧化还原反应的限制。石墨烯是高性能电极的绝佳替代品,低成本溶液处理的石墨烯衍生物尤其有前景,表现出高电荷迁移率和理想的结构特性(轻便、灵活)。本文介绍了溶液处理的还原氧化石墨烯 (RGO) 作为 OEIPS 高性能驱动电极的应用。对 RGO 电极进行了表征,并与标准 PEDOT:PSS(和 Ag/AgCl)电极进行了比较。RGO 表现出更大的电荷存储容量,因此使用寿命更长。石墨烯支持的 OEIP 表现出改进的神经递质传输,而不会对施加的电流水平施加限制。
电泳药物输送装置能够以极高的时间和空间精度输送药物。该技术已成为一种有前途的平台,可用于治疗从神经性疼痛到癫痫等各种病症。随着应用范围的不断扩大,迫切需要了解底层物理原理并估算材料和设备参数以获得最佳性能。本文对电泳药物输送装置进行了计算建模。研究了三个关键性能指标,即药物输送量、泵送效率和开/关比,它们与装置中的初始药物浓度和离子交换膜中的固定电荷浓度的关系。研究结果为未来的材料和设备设计提供了指导,旨在根据疾病特定需求定制设备性能。
IQVIA 对 26,000 多名 2 型糖尿病患者的分析数据显示,许多人未能有效控制糖尿病。只有略多于 21% 的患者达到了 ADA 推荐的 A1C 目标(低于 7%)。A1C 是对患者过去三个月血液中葡萄糖含量的平均值的测试。这些数据表明,需要更有效、更方便的胰岛素输送方法,这凸显了 CeQur 解决方案的价值,该解决方案应能提高用药依从性。
胰岛输送设备(IDD)为1型糖尿病中的胰岛移植和基于干细胞的替代品提供了潜在的好处。关于胰岛输送设备特征和植入策略的患者偏好知之甚少。患者对IDD和植入策略的偏好仍在研究中。我们邀请患者,父母和看护人在有关IDD的在线问卷中填写。一项在线调查收集了来自809例1型糖尿病患者和47名护理人员的回答。我们还评估了412例患者的亚组中的糖尿病困扰。重要的多数(97%)表示愿意接受IDD。首选的IDD属性包括3.5厘米的直径为37.7%,而在提供所有选项时,30.4%的尺寸发现不重要。受访者向大约4个植入物开放,每个植入物带有5 cm的切口。许多人赞成运作12个月(33.4%)或24个月(24.8%)的设备。年轻的参与者(16-30)更倾向于接受6个月的功能持续时间(p <0.001)。功能持续时间超过植入物数量和大小(p <0.001)的设备重要性。这强调了患者愿意适应与IDD特征和植入方法相关的负担,这对于设计未来的β细胞替代策略至关重要。
可植入电泳药物输送装置已显示出广泛的应用前景,从治疗癫痫和癌症等病症到调节植物生理。施加电压后,该装置通过电泳将带电药物分子穿过离子传导膜输送到局部植入区域。这种无溶剂流动的“干”输送方式能够控制药物释放,同时将出口处的压力增加降至最低。然而,这些装置面临的一个主要挑战是限制其空闲状态下的药物泄漏。本文介绍了一种通过选择药物共离子来减少被动药物泄漏的方法。通过将乙酰胆碱的相关共离子从氯离子转换为羧酸盐共离子以及基于磺丙基丙烯酸酯的多阴离子,稳态药物泄漏率可降低多达七倍,而对主动药物输送率的影响却微乎其微。数值模拟进一步说明了这种方法的潜力,并为抑制电泳药物输送装置中被动药物泄漏的新材料系统提供了指导。
目录/示意图:示意图显示 OcuPair 粘性水凝胶制剂装入最终输送装置并应用于活体兔角膜损伤模型的全层角膜伤口上,然后原位交联形成密封伤口的透明水凝胶绷带。部分图片使用 Servier Medical Art(http://smart.servier.com/)中的图片绘制,根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported License(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)获得许可。
背景密集型胰岛素治疗涉及每天使用三种或更多的胰岛素注射或使用胰岛素输送装置。一次性胰岛素输送设备具有可调节的基础速率和更可调的胰岛素推注剂量。可以对常规胰岛素递送设备进行编程,以整个白天和黑夜提供精确的基础胰岛素率。其他特征可能包括使用当前葡萄糖水平的推注计算器,消耗的碳水化合物的手动输入克,活性胰岛素以及患者自身的胰岛素参数,例如胰岛素与碳水化合物的比例和血糖靶标(1-2)。由于一次性胰岛素递送装置使用快速作用的快速作用胰岛素,因此胰岛素连续流动的任何短期中断都可能导致高血糖症,可能导致糖尿病性酮症酸中毒,这可能会导致生命生命。经常检查血糖水平会提醒患者,看护人或提供者胰岛素输送装置失效或故障的可能性,并防止酮症或危险的高血糖效应的发展。只有实践的提供者才能为全面的胰岛素输送设备管理计划承担全部责任,才能提供此技术。有必要进行适当的患者选择,必须包括对患者糖尿病管理原则知识的彻底评估(1-2)。监管状态
药物和生化的释放和输送率的动态。在传导聚合物电极[1-4]及其构造中,[5]电子电荷和(带电的)化合物之间的耦合是控制生物分子的亲和力和扩散的多功能功能。随着电荷的积累在这些电极中的变化,掺杂静电相互作用,体积膨胀和总体形态变化,从而影响生物医学综合的摄取和释放。此外,聚电解质是有效的离子交换系统,并且已经针对被动和主动药物释放应用进行了探索,[6]以纤维的形式,[7]超薄壳[8]和球体。[9]在设备结构中,共轭聚合物与聚电解质结构结合在一起,可以实现电动控制的药物输送。有机电子离子泵[10](OEIP)就是这样的离子[11,12]药物输送装置,已反复证明适合植入疗法。OEIP使用微米尺度的选择性离子导体将带电的生物分子从源储存库到目标储层或组织。OEIP已在体内通过局部递送肝透射蛋白谷氨酸[13]在体内用于调节豚鼠的听力,以通过直接将γ-氨基丁酸递送到脊髓[14]并在大鼠中停止癫痫发作,从而抑制慢性大鼠的慢性疼痛。近年来,柔性能量收获者被认为是几种分布式和自主新兴技术的替代能源。[15]然而,需要进一步的努力来实现完全或半自主的有机药物输送设备,以实现智能决策,无线沟通和自动化。在这里,我们报告了可行性,据我们所知,首次以微毛细血管的OEIP以及压电电能收割机的形式将离子型药物输送装置结合起来,这是迈向自动且高度高度局部的生物化学治疗技术的一步。[16–21],尤其是,柔性能量收获者代表了通过周围环境或人类运动和活动的定期运动或位移来为各种类型的可穿戴和可植入设备供电的有希望的能源。[22,23]通过许多实验证明了它们的可行性和实践使用的生物相容性