Nat Bio Engineering：为了实时监测体内药物剂量，科学家们想到“智能化”
2017-05-12 Flora 生物探索
5月10日，Nature子刊《Nature Biomedical Engineering》在线发表一篇文章，揭示了一种“智能化”药物监测和输送系统，它能够轻松化解“控制个体药量”的难题。研究团队证实，这一技术能够持续调节动物体内的化疗药物水平。
不同的人，对酒精、咖啡的耐受程度不同，所以常会出现千杯不醉和滴酒就倒的大反差。对于药物而言，同样也存在鲜明的个体差异，甚至于一个人的最佳药量可能会导致其他人因为过量而致死。所以，如何精准评估个体的最适剂量对于安全治疗很关键，例如化疗、胰岛素注射等等。
5月10日，Nature子刊《Nature Biomedical Engineering》在线发表一篇文章，揭示了一种“智能化”药物监测和输送系统，它能够轻松化解“控制个体药量”的难题。研究团队证实，这一技术能够持续调节动物体内的化疗药物水平。
这一新型药物输送工具由斯坦福大学的电气工程师H. Tom Soh及博士后Peter Mage带领团队完成。“该技术首次实现了实时控制药物剂量的目标。这是一个新概念，有着广阔的应用前景。” H. Tom Soh表示道。
“智能化”药物监测和输送系统
这一新型系统由3个部分组成：一个实时的生物传感器，能够实现对血液中药物剂量的持续监测；一个软件系统，能够计算身体实际所需的药量；一个可编程泵，用于释放足够的药物。
其中，生物传感器包含有研究团队专门设计的配体，它们负责与药物特异性结合。当药物分子进入血液循环，配体会与之结合并改变自己的构型。药物分子越多，改变形状的配体越多。传感器会检测到这一变化，并将信号实时传递给软件系统，它负责计算药量并控制药泵，使其释放所需的药物。
研究团队将这一技术称为“闭环系统”：实时监测、实时调整药量。
智能化药物输送系统的一部分原型：它负责检测血液中药物分子的水平。
在动物体内验证
为了检测该技术的可行性，研究团队以动物为模型，以化疗药物阿霉素为监测对象，进行了相关试验。即便动物个体存在生理、代谢差异，但是这一技术却能够将它们体内的化药剂量控制在稳定水平。这是现有药物输送系统不能做到的。
与此同时，研究人员加入第二种药物，以便检测药物与药物之间互作对新型设备的影响。结果显示，该设备依然能够稳定检测并维持阿霉素处于安全水平。
研究团队计划将这一系统“小型化”，以便能够植入患者体内或者便于其随身佩戴。目前，该技术还停留在外部设备上，有点类似于一个“智能”的静脉点滴。生物传感器大小类似于一个显微镜玻片大小，且只适用于化疗药物，不能持续使用。
下一步
医生们已经知道，相同的药物在不同的患者身上可能会产生不同的效果。同时，服用一种以上药物可能会面临意想不到的药物互作。但是迄今为止，我们并没有很好的对策。
如果这一技术能够很好地应用于患者身上，那么它将产生很大的影响。Soh表示：“举个例子，如果我们不仅仅能够检测、控制血糖水平，还可以控制胰岛素、胰高血糖素的水平，那么对于糖尿病患者而言意味着更安全、有效的治疗。”借助于这一技术，科学家们可以创建一个电子系统，重塑Ⅰ型糖尿病患者缺陷胰腺的功能。
这些美好的畅想需要投入更大规模、更多时间的尝试，以确保该技术能够安全、有效的应用于临床。但是，研究人员相信，它将推进个性化医疗向前迈进一大步！
Soh 强调：“监测、控制患者实际需要的药物剂量，这对于实现个性化治疗很有必要。”他认为，该技术有望帮助儿童癌症患者，因为它们的新陈代谢系统与成年人不同。
原始出处：
P. L. Mage， B. S. Ferguson，et al.Closed-loop control of circulating drug levels in live animals.Nature Biomedical Engineering.
版权声明：
本网站所有内容来源注明为“梅斯医学”或“MedSci原创”的文字、图片和音视频资料，版权均属于梅斯医学所有。非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明来源为“梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章，或“梅斯号”自媒体发布的文章，仅系出于传递更多信息之目的，本站仅负责审核内容合规，其内容不代表本站立场，本站不负责内容的准确性和版权。如果存在侵权、或不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
在此留言
本网站所有内容来源注明为“梅斯医学”或“MedSci原创”的文字、图片和音视频资料，版权均属于梅斯医学所有。非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明来源为“梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章，或“梅斯号”自媒体发布的文章，仅系出于传递更多信息之目的，本站仅负责审核内容合规，其内容不代表本站立场，本站不负责内容的准确性和版权。如果存在侵权、或不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
在此留言
#智能化#
32
#Engin#
34
#药物剂量#
39
#Eng#
34
#engineering#
25
#Nat#
0
#Bio#
27