ACS Nano：涂盈锋/彭飞团队开发基于微马达的胰岛素的口服片剂

糖尿病影响了全球超过4亿人，是一个巨大的公共卫生负担。糖尿病患者很少产生或者根本不产生胰岛素，导致他们很难调控自己的血糖水平。自1922年首次将胰岛素应用于糖尿病治疗以来，已经超过了100年，但胰岛素难以通过口服给药，需要通过注射或植入泵。糖尿病患者可能需要每天多次注射胰岛素，这种频繁注射给患者带来了额外的痛苦。

此外，高强度的胰岛素注射还会导致依从性不足、组织感染和低血糖风险增加，这可能会导致脑损伤、癫痫、意识丧失，甚至死亡。因此，我们迫切需要一种方便有效的胰岛素管理方法。

口服胰岛素是最理想的方式，但胰岛素再被肠道吸收并进入血液之前，就会被胃中的恶劣环境所分解中和。此外，胰岛素作为一种生物大分子，肠道紧密的上皮细胞和黏液层形成的肠道屏障也进一步阻碍了胰岛素的吸收。

近日，南方医科大学涂盈锋团队与中山大学彭飞团队合作，在 ACS Nano 期刊发表了题为：Micromotor Based Mini-Tablet for Oral Delivery of Insulin 的研究论文。

该研究开发了一种可主动递送胰岛素的可口服的微马达片剂，可以克服苛刻的胃肠道消化环境和黏膜屏障系统，镁基微马达在结肠部位释放氢气气流从而促进胰岛素在结肠的主动递送，从而实现较长时间的血糖水平控制。此外，这项技术还可用于提高其他生物大分子的生物利用度，具有广阔的应用前景。

结肠作为消化系统的一部分，其黏膜层较薄，上皮细胞排列更松散，消化条件较温和。以前的口服胰岛素给药尝试，虽然用微载体或纳米载体保护了胰岛素不受胃酸的影响，但依赖于胰岛素被动地扩散到结肠上皮细胞中，实际效果并不好。

在这项研究中，研究团队开发的装载胰岛素的迷你药片具有微小的化学“微马达”，临床前测试表明可以安全有效地将胰岛素输送到结肠。

为了制造这些药片，研究团队在镁微粒上覆盖了一层含胰岛素的溶液和一层脂质体。然后，他们将这些颗粒与小苏打混合，压成大约3毫米长的微型药片，然后用酯化淀粉溶液覆盖它们，以保护药片不受胃酸影响，使它们完整地到达结肠。

当药片在结肠中被分解时，镁微粒与水反应产生氢气气泡流，这些氢气气泡就像微马达一样，将胰岛素推向结肠粘膜并被吸收。

研究团队表示，近来，镁基微马达已被广泛应用，因为它可以在局部体液下持续产生氢气气泡，从而产生强大的驱动力，增强了结肠对胰岛素的摄取和吸收，从而提高胰岛素的口服生物利用度。

研究团队在糖尿病大鼠模型上测试了这种口服胰岛素迷你药片，发现其可以显著降低糖尿病大鼠的血糖水平，由结肠局部水环境触发的镁基微马达的快速运动进一步增强了结肠粘膜渗透和胰岛素的主动输送，对血糖水平的稳定作用超过5小时。使用这种新型胰岛素递送技术，可以将血糖水平维持在几乎与注射胰岛素一样的低水平。

研究团队表示，虽然还有很多进一步的工作要做，但这项研究能够减少胰岛素的给药时间间隔，而且具有更好的依从性，表明了口服胰岛素的可行性，也代表着将传统注射药物开发为口服药物方面迈出了具体的一步。此外，镁基微马达易于调节和可生物降解的特性，在生物医学领域有着令人期待的应用前景。

原始出处：

Kun Liu， Qiuyue Liu， Jiarong Yang， et al. Micromotor Based Mini-Tablet for Oral Delivery of Insulin. ACS Nano 2023， 17， 1， 300–311. Publication Date：December 22， 2022. https：//doi.org/10.1021/acsnano.2c07953