新的MIT注射器技术可以实现生物药物的浓缩注射

研究人员设计了一种简单、低成本的皮下注射粘性配方的装置。

麻省理工学院的研究人员开发了一种简单、低成本的技术,可以给病人注射强力药物,因为这种药物太粘稠,无法用传统的医疗注射器注射。

今天发表在《先进医疗材料》(Advanced Healthcare Materials)杂志上的一篇论文描述了这项技术,它使皮下注射高浓度药物和其他疗法成为可能。它是作为一种高效、高度浓缩的生物药物或生物制剂的解决方案而开发的,这些药物通常被稀释并通过静脉注射。

在药物输送和生物制剂的发展趋势中,注射性正成为一个大瓶颈,阻碍了能够更容易治疗疾病的制剂的开发。麻省理工学院机械工程教授Kripa Varanasi说。制药商需要专注于他们最擅长的领域,制定药物,而不是被注射性问题所困。

比尔和梅林达?盖茨基金会(Bill and Melinda Gates Foundation)的领导人在阅读了瓦拉纳西之前在配方液方面的工作后,将可注射性问题带到了瓦拉纳西。瓦拉纳西此前的工作引起了从航空到牙膏制造商等行业的关注。瓦拉纳西说,该基金会的一个主要关切是为发展中国家无法从偏远地区前往医疗场所的人们提供高浓度疫苗和生物疗法。

Varanasi补充说,在当前的大流行中,能够呆在家里和皮下自行用药来治疗癌症或自身免疫紊乱等疾病在美国等发达国家也很重要。

自行用药或接种疫苗有助于普及卫生保健,他说。

研究生瓦拉纳西和毗瑟奴Jayaprakash MIT’ s机械工程部门是第一作者,设计一个系统,将使皮下注射高浓度药物制剂可能通过减少所需的喷射力,超过什么是可能的手工传统注射器皮下注射。

在他们的系统中,要注入的粘性流体被一种润滑液体包围,从而使液体流过针。使用该润滑剂,只需七分之一的注射力就可以进行粘度最高的测试,有效地允许皮下注射超过100种药物,否则就会被认为太粘稠而无法进行皮下注射。

我们可以使这些生物制剂具有可注射性。Jayaprakash说。无论你的药物有多粘稠,你都可以注射,这就是这种方法对我们非常有吸引力的原因。

生物药物包括蛋白质制剂,从活细胞中提取。它们被用来治疗各种各样的疾病和紊乱,可以按需要与特定的组织或免疫细胞结合,减少不必要的反应,并产生其他药物无法产生的特殊免疫反应。

你可以定制特定的蛋白质或分子,使它们与体内特定的受体结合。Jayaprakash说。它们可以实现一定程度的个性化、特异性和免疫反应,这是小分子药物所不能达到的。这就是为什么在全球范围内,人们都在努力开发生物药物。

由于它们的高粘度,皮下注射药物的方法已经被证明是不切实际和昂贵的。一般来说,这些药物被稀释后通过静脉注射,这需要去医院或医生的办公室。无需针头就能将药物射入皮肤的喷射式注射器价格昂贵,而且很容易受到反溅的污染。注射封装的药物往往导致其堵塞针头,增加了药物制造和释放的复杂性。epipen式的注射器也太贵而不能广泛使用。

为了发展他们的技术,麻省理工学院的研究人员在设计他们的设备之前,首先定义理论参数并进行测试。该装置包括一个带有两个桶的注射器,一个在另一个的里面,内胎输送粘稠的药液,周围的管在药物进入针时向药物输送一层薄薄的润滑剂。

因为润滑的流体更容易通过针,粘性载荷承受最小的剪切应力。Jayaprakash说,基于这个原因,该系统也可以用于由自然成分组成的组织的3D生物打印和细胞治疗,在这两种情况下,组织和细胞都可以被剪切破坏。

凝胶治疗本;用于骨和加入疗法,以及时间释放药物熟食非常,以及其他用途—使用研究人员研发的注射器也可以更方便地进行注射。

该技术为所有这些其他应用提供了一个平台,Jayaprakash说。

耶鲁大学医学院的外科副教授Pramod Bonde说,这项技术可以极大地影响医学领域。

这项创新技术有可能对药物在体内的输送产生根本性和广泛的影响。邦德说。

目前尚不清楚,在研究人员寻找Covid-19疫苗的可能性和治疗方法之际,这项技术是否会发挥作用。研究人员说,然而,它扩大了选择不同的药物配方被考虑。

一旦你有了这种技术的故事,业内人士可能会说,他们可以考虑以前不可能的事情了。瓦拉纳西说。

瓦拉纳西说,他和他的团队希望这项技术也能商业化。

既然这种方法很简单,就没有理由不能帮助解决我们从工业界听到的一个新兴问题。他说。基础工作已经完成了。现在只是把它应用到不同的公式上而已。

参考文献:采用芯环流技术提高高浓度药物制剂的可注射性作者:Vishnu Jayaprakash, Maxime Costalonga, Somayajulu Dhulipala和Kripa K. Varanasi, 2020年8月24日,先进医疗材料。