摘要：麻省理工学院的工程师们研发出一种创新的药物注射新方法，将特定药物制成微小晶体悬浮液进行注射，既能实现高剂量给药，还能减轻注射痛苦。药物注入皮下后，晶体会自动组装成药物“仓库”，能持续数月甚至数年缓慢释放药物，大幅减少注射频率。

麻省理工学院的工程师们研发出一种创新的药物注射新方法，将特定药物制成微小晶体悬浮液进行注射，既能实现高剂量给药，还能减轻注射痛苦。药物注入皮下后，晶体会自动组装成药物“仓库”，能持续数月甚至数年缓慢释放药物，大幅减少注射频率。

这一成果有望应用于长效避孕药及其他需长期给药的药物输送。由于药物在注射前呈混悬状态，可用患者更易接受的窄针进行注射。

“我们证实了，借助一根小针头，就能实现可控且持续数月甚至数年的药物输送。”麻省理工学院机械工程副教授、布莱根妇女医院胃肠病学家、布罗德研究所成员 Giovanni Traverso 表示。

目前，这项研究成果已经发表在 Nature Chemical Engineering 上。论文的主要作者包括前麻省理工学院和 BWH 博士后、现任斯坦福大学机械工程助理教授 Vivian Feig，麻省理工学院研究生 Sanghyun Park，以及 Traverso 实验室的前访问研究学者 Pier Rivano 。

另外，这项研究还得到了盖茨基金会、Karl van Tassel 职业发展教授职位、麻省理工学院机械工程系、Schmidt 科学研究员博士后奖学金、Rhodes Trust、武田奖学金、Warren M. Rohsenow 奖学金和 Kwangjeong 教育基金会奖学金的部分资助。

更便捷的注射体验

这一项目最初由盖茨基金会资助，旨在为发展中国家拓展避孕选择。Feig 提到：“我们的目标是为女性提供多种避孕方式，这些方式要便于管理，适合发展中国家使用，且作用时长各有不同。在我们这个项目里，我们想把长效植入物的优点和自我管理注射剂的便捷性结合起来。”

目前，美国及其他国家市面上的注射混悬液药物，注射后会分散到整个组织，药效仅能维持约三个月。

还有一些能在皮下形成更持久贮藏剂的注射产品，但往往需要添加沉淀聚合物，这些聚合物占溶液重量的 23% - 98%，导致药物注射难度加大。

麻省理工学院与布列根和妇女医院团队致力于研发一种可通过小号针头注射、药效持续至少六个月到两年的配方。

他们选用了左炔诺孕酮这种能形成晶体的疏水性避孕药进行研究。实验发现，将其晶体悬浮在特定有机溶剂中，注射后晶体会组装成紧密的植入物，而且，这种贮藏库无需大量聚合物就能形成，所以药物制剂仍可通过窄针头轻松注射。

所用溶剂苯甲酸苄酯具有生物相容性，此前就被用作注射药物添加剂。团队发现，该溶剂与生物液体混合性差，使得固体药物晶体注射后能在皮下自组装成药物仓库。

“溶剂很关键，它能让液体通过小针头注入，注入后晶体又能自动组装成药库。”Traverso 指出。

研究人员还发现，通过改变贮藏库密度可调整药物释放速度。他们添加少量可生物降解的聚酯（如聚己内酯）就能改变密度。

“只需添加按重量计不到 1.6% 的极少量聚合物，就能调节药物释放速率、延长药效，同时还能保证药物的可注射性。这体现了我们系统的可调性，能根据不同避孕需求进行设计，也能为其他治疗应用定制给药方案。”Park 说道。

稳定的药物储存库

研究人员在大鼠体内进行皮下注射药物溶液实验，结果显示药物储备在三个月内保持稳定，且能持续缓慢释放。三个月实验结束后，约 85% 的药物仍留在仓库中，表明药物还能在更长时间内继续释放。

“根据对临床前数据的后续分析，我们预计这些药物库可能持续一年以上。后续研究也在进行，以进一步验证初步概念验证后的疗效。”Park 表示。

药物库形成后结构紧密，若在药物完全释放前需停止治疗，可通过手术取出回收。

研究人员称，该方法还可能用于输送治疗神经精神疾病、HIV 和肺结核的药物。

目前，他们正在开展先进的临床前研究，评估该方法向人体应用转化的可行性，研究其在更具临床相关性的皮肤环境中的自组装情况。

“这个系统很简单，基本就是一种溶剂、一种药物，再添加少量可生物吸收聚合物。现在我们正在思考应用于哪些适应症，是避孕，还是其他疾病？这是我们推进人体转化研究的下一步方向。”Traverso 表示。

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来源：科学改变命运丶