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MIT開發自動充放氣醫療植入物 可避免誘發免疫反應
2022-08-09

來源:生策會編譯

麻省理工學院近日開發出一種方法,可確保長期使用的植入醫療設備不會誘發免疫反應,並持續在體內運作。而這項研究也發表於《Nature Communications》期刊上。

他們提出了一個具體的案例:人工胰臟植入物可以定期在皮膚下釋放胰島素,以治療糖尿病,毋須每天注射或插管。但到目前為止,產品開發商一直受身體免疫系統所困,因為免疫系統會在植入物周圍長出一層防禦性的疤痕組織,將其有效隔離,限制了胰島素的劑量。

為了解決克服這種異物反應(foreign-body response),麻省理工學院的研究人員開發出一種柔軟、且可自動充放氣的裝置。每隔12小時,該植入物可以快速膨脹和收縮,以甩掉堆積的免疫細胞。

在小鼠進行的早期實驗中,研究人員發現這種可變形的植入物壽命可以比一般藥物輸送裝置更長。

麻省理工學院醫學工程與科學研究所的Ellen Roche副教授表示:「我們透過這種類型的運動來延長這些可運送胰島素等藥物的植入物壽命和功效,而我們認為這個平臺可以有更多應用。」

先前,植入物製造商透過免疫抑制劑或植入物的塗層來抵禦疤痕組織,但這可能會導致植入物在幾周或幾個月內失效。異物反應也會影響乳房植入物、心臟瓣膜和心律調節器(pacemakers)。

麻省理工學院和愛爾蘭國立大學戈爾韋分校(NUI Galway)在這項合作的最終目標是開發一種基本上不含藥物,且能儲存胰島細胞的植入物。

Roche表示:「我們的想法是,這些細胞儲存在植入物中,作為一個胰島素工廠。它們將檢測血糖水平,並根據需要釋放胰島素。」

研究團隊開發出一個柔軟、貼片狀的聚氨酯植入物,其中包含兩個腔室,其中一個可儲存胰島素,而另一個可以加壓讓兩側凸起。該植入物被放在皮膚下,與外部控制器連接,可使裝置每秒充放氣一次,每次五分鐘,每天兩次。

在小鼠研究中,研究人員發現植入物周圍的疤痕組織花了更長的時間形成,而當形成時,其膠原蛋白纖維會以特定方式排列,使胰島素能夠通過並進入體內。

未來的應用可能包括提供免疫療法治療癌症的植入物,或能避免心力衰竭的藥物。

Roche表示:「我們可以將這項技術應用於任何受到異物反應或纖維性被膜(fibrous capsule)阻礙的東西,並可產生長期效果。我認為任何一種植入性的藥物運送裝置都可以從中受益。」

新聞來源:MIT engineers develop shape-shifting artificial pancreas that brushes off the immune system’s rejections

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