本帖最后由 warrior熊 于 2025-8-18 20:10 编辑
2025年8月18日，南极熊获悉，来自麻省理工学院(MIT)的研究人员开发出一种小型3D 打印植入装置，可以主动触发释放胰高血糖素（一种用于升高血糖的激素），有望为糖尿病治疗提供一种新的方法。
相关研究以题为“Emergency delivery of particulatedrugs by active ejection using in vivo wireless devices”的论文发表于《自然生物医学工程》杂志。
本研究旨在为面临低血糖风险的1型糖尿病患者提供后备保护。当血糖急剧下降时，病情可能迅速从轻微的警示症状升级为意识模糊、癫痫发作，如果治疗延误，甚至可能危及生命。
据研究人员称，目前建议患者携带胰高血糖素试剂盒或预装注射器，但这依赖于及时识别症状来给药。这对于儿童或睡眠期间发作的情况尤其具有挑战性。
植入装置由前麻省理工学院研究科学家、现任斯坦福大学助理教授 SiddharthKrishnan 领导，旨在通过保存可手动触发或在将来自动触发的预先测量的剂量来干预此类情况。
克里希南说：“我们的想法是，你需要足够的剂量，才能在相当长的一段时间内提供这种治疗性救援。我们不知道确切的期限是多久——可能是一年，也可能是几年，我们目前正在努力确定最佳寿命。但之后，就需要更换了。”
△麻省理工学院研发的用于治疗低血糖的紧急药物输送植入物。图片来自麻省理工学院。
构建药物释放触发系统
植入物大小与硬币相当，特点是3D打印的“储液器”，内含胰高血糖素粉末。之所以选择这种配方，是因为液体胰高血糖素会迅速降解，不宜长期储存。根据设计，每个植入物可携带一剂或四剂。为了在药物激活前保持密封，储液器采用镍钛合金密封，这种合金在达到40°C时会变形。
激活过程以无线方式进行，植入物内部的小型天线接收射频信号，产生微弱的电流。电流加热合金直至弯曲，打开腔体并释放胰高血糖素。由于药物释放系统能够响应外部信号，因此它还可以与连续血糖监测仪配合使用，以便在血糖水平低于设定值时自动触发药物输送。
在动物实验中，药物释放装置被植入糖尿病小鼠体内。激活后，它在几分钟内就能升高血糖水平，防止低血糖。研究人员还用肾上腺素（一种常用于过敏反应和心脏骤停等紧急情况的药物）测试了同样的方法，发现肾上腺素能迅速进入血液并提高心率。
这些植入物在动物体内可维持长达4周的功能，即使在周围形成纤维化组织（这是植入设备常见的反应）后仍能继续发挥作用。研究团队目前正在努力将使用寿命延长至至少一年。这将使植入装置在需要更换之前发挥更长期的保障作用。
在进行人体临床试验之前，计划先进行进一步的动物实验，临床试验可能在三年内开始。项目资金来自利奥娜·M·赫尔姆斯利和哈里·B·赫尔姆斯利慈善信托基金、美国国立卫生研究院(NIH)、JDRF 博士后奖学金以及美国国家生物医学成像和生物工程研究所。此外，部分研究使用了MIT.nano 的设备进行。
3D打印用于药物输送
在医疗领域，3D打印使超越传统药物配方的医疗器械的设计成为可能，为精准、个性化和响应式治疗创造了平台。
浙江大学和台州学院的研究人员开发了3D打印骨固定植入物，将机械支撑与局部抗生素输送相结合。研究团队利用立体光刻技术 (SLA) 和混合了头孢曲松钠的牙科树脂复合材料，制作出外层致密、内部多孔、可持续释放药物的骨钉。
△3D打印植入物的SEM图像：(a)和(b)为垂直剖面图，(c)和(d)为横截面图。图片来自浙江大学。
测试表明，3D打印植入物能够承受非承重骨修复所需的力量，并在三天内释放高达80%的抗生素，抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等病原体。细胞毒性测试证实细胞活力超过70%，符合ISO标准，但体内研究仍有待完成。
肯特大学和思克莱德大学的研究人员开发了3DMNMEMS，这是一种结合了3D打印、微针和微机电系统 (MEMS) 的透皮给药系统。空心微针贴片采用CAD和SLA 3D打印技术，使用生物相容性聚合物制成，包含内部通道、储液器和流体入口。
在糖尿病小鼠的测试中，微针贴片装置比传统注射装置更快地输送胰岛素，并能更长时间地维持血糖控制。通过克服微成型的局限性，这种方法实现了定制化、可重复性，并可使用便捷的桌面3D打印机来制造复杂的微针系统。
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