주사 바늘은 필요 없다. 터지는 섭취하는 캡슐
의사인 어머니는 바늘을 두려워하지 않는다. 하지만 최근에 새로 진단받은 당뇨병에 인슐린을 매일 주사하기 시작했을 때, 주사는 짜증나는 귀찮은 일이 되었다.
주사는 인슐린, 항체, RNA 백신, 오젬픽과 같은 GLP-1 약물 및 기타 대형 분자를 전달하는 표준적인 방법이다. 아스피린과 같은 작은 화학 물질과 비교할 때, 이러한 약물은 종종 알약으로 복용하면 쉽게 파괴되는 분자를 포함하고 있어 주사가 최선의 선택이다.
하지만 아무도 바늘을 좋아하지 않는다. 불편함은 차치하고, 감염, 피부 자극 및 기타 부작용을 일으킬 수도 있다. 과학자들은 오랫동안 다른 약물 전달 옵션(가장 일반적으로 알약)을 사용한 주사를 피하려고 노력해 왔다. 단점을 극복할 수 있다면 말이다.
이번 달, MIT와 제약 회사 Novo Nordisk의 연구원들은 오징어에서 영감을 얻어 위와 소화계의 다른 부분에서 터지는 섭취 가능한 캡슐을 개발했다.
알약은 오징어와 같은 제트기를 모방하여 조직에 화물을 "분사"한다. 두 가지 분사 메커니즘을 사용한다. 하나는 위와 대장과 같은 큰 장기에서 가장 잘 작동한다. 다른 하나는 식도와 같은 좁은 장기에 치료를 제공한다.
연구자들은 "이 혁신적인 장치는 최소한의 통증과 바늘 없이" 약물을 장에 직접 전달한다고 썼다. 개와 돼지에서 테스트했을 때, 이 시스템은 주사와 비슷한 양으로 인슐린, GLP-1 유사 호르몬 및 RNA 기반 분자를 표적 조직에 전달했다.
배달 두통
백신, 항체 또는 암 치료를 위한 주사를 맞는 것은 스트레스가 될 수 있다. 그러나 이러한 약물이 알약이 아닌 주사를 필요로 하는 데는 이유가 있다. 일반적으로 더 큰 생물학적 분자로 만들어지기 때문이다. 여기에는 단백질과 기타 복잡한 분자에 의존하는 항체 또는 RNA 기반 백신이 포함된다. 이를 알약으로 전달하는 것은 매우 어렵다.
삼키면 큰 분자는 종종 소화 효소나 간에 의해 빠르게 파괴되어 효능이 제한되고 잠재적인 부작용 가능성이 높아진다. 그러나 물론 알약은 주사를 맞는 것보다 복용하기가 더 쉽다. 따라서 어려움에도 불구하고 과학자들은 오랫동안 백신 및 기타 약물에 대한 주사를 대체할 수 있는 알약을 만들기 위해 노력해 왔다.
잉크젯 오징어
새로운 연구에서는 갑오징어, 오징어, 문어에서 영감을 얻었다.
이 생물들은 잉크젯의 압력과 방향을 조절하는 능력이 다양하다. 연구팀은 위장관(GI)에 약물을 분배하는 동일한 아이디어를 활용했다. 약물을 조직에 직접 분사하면 신체가 분해하기 전에 더 많은 약물을 흡수할 수 있다.
연구 저자인 조반니 트라베르소는 네이쳐에 "여기서 중요하게 여기는 한 가지 측면은 GI가 여러 부분으로 구성되어 있다는 것이다."라고 말했고, 각 부분에는 고유한 과제가 있다고 말했다. 예를 들어 위는 풍선과 같고 장은 힘줄이 더 많다. 이러한 차이로 인해 치료가 효과를 발휘하려면 약간 다른 압력이 필요하다. 일반적으로 압력이 너무 높으면 조직이 손상될 위험이 있다. 압력이 너무 낮아도 약물을 충분히 전달할 수 없기 때문에 해롭다. 분사 방향도 중요하다.
트라베르소는 "우리가 한 작업의 일부는 제트가 조직을 통과할 수 있도록 얼마나 많은 힘을 가해야 하는지 정의하는 것이었다."라고 말했다. 그들은 위장관의 각 부분이 약물을 흡수하는 방식을 밝혀내어 손상 없이 흡수 수준을 조절할 수 있었다. 그런 다음 오징어와 문어가 잉크를 투사하는 방식을 모방한 섭취 가능한 캡슐을 설계했다.
이 설계에는 코일 스프링으로 구동되는 하나와 압축 이산화탄소로 구동되는 두 개의 제트 시스템이 있으며, 습도나 산에 의해 방출되어 다른 조직을 표적으로 삼을 수 있다. 약물은 일반 크기의 알약에 캡슐화된다. 한 제트는 위와 같은 큰 장기로 약물을 발사한다. 다른 제트는 소장을 포함한 더 작은 GI 경로를 표적으로 삼는다.
