華裔科學(xué)家發(fā)明微型馬達(dá)成功治療胃部細(xì)菌感染

 近日，來自美國加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校的兩位華裔學(xué)者Joseph Wang教授和Liangfang Zhang教授合作發(fā)明了一種納米級的微型馬達(dá)，它可以將抗生素送往胃部并中和胃酸，以治療胃部細(xì)菌感染。

用于治療胃腸道疾病如細(xì)菌感染和潰瘍等的藥物通常都需要克服胃酸的干擾，常用的抗生素和生物制劑很容易被胃酸破壞。因此，患者往往需要服用一類稱之為質(zhì)子泵抑制劑的輔助藥物，它們可以減少胃酸的產(chǎn)生，從而使藥物在胃部發(fā)揮作用。不過，長期或大量使用質(zhì)子泵抑制劑會帶來副作用，這包括頭痛、腹瀉和疲勞等，嚴(yán)重時會帶來焦慮和抑郁的癥狀。
由兩位華人學(xué)者發(fā)明的這種微型馬達(dá)，只有頭發(fā)粗細(xì)的一半?？诜罂梢匝杆龠M(jìn)入胃部，中和胃酸并釋放抗生物藥物，使得藥物在不需要質(zhì)子泵抑制劑的輔助下就能治療細(xì)菌感染。這項研究發(fā)表在了近的《自然》雜志子刊《Nature Communications》上。
每個微型馬達(dá)都有一個有鎂元素構(gòu)成的球形核心，外面包有一層二氧化鈦保護(hù)層，再外面是一層抗生素克拉霉素，外層是一層帶有正電荷的聚合物殼聚糖，它可以幫助微型馬達(dá)附著在胃壁上。

當(dāng)胃酸與微型馬達(dá)核心的鎂元素發(fā)生反應(yīng)后，可以降低胃酸的含量，20分鐘內(nèi)就可使胃部pH值達(dá)到中性，此時微型馬達(dá)就會釋放抗生素進(jìn)行治療。24小時后胃部的pH值會恢復(fù)正常。此外，胃酸與鎂反應(yīng)會產(chǎn)生氫氣，一系列氫氣氣泡會像推進(jìn)器一樣，幫助微型馬達(dá)在胃的內(nèi)部移動，從而將藥物送到胃的各個部分。
用來制造這種微型馬達(dá)的材料全都是可生物降解的，鎂核和外層殼聚糖會被胃酸溶解，并不會產(chǎn)生有害物質(zhì)。
科研人員在感染了幽門螺旋桿菌的小鼠模型中進(jìn)行了試驗，他們給小鼠喂服了帶有同樣劑量克拉霉素的微型馬達(dá)或者克拉霉素與質(zhì)子泵抑制劑混合物。連續(xù)用藥5天以后，微型馬達(dá)的治療效果略好于傳統(tǒng)的質(zhì)子泵抑制劑混合物，也不會帶來質(zhì)子泵抑制劑的副作用。
這項研究的共同作者，Liangfang Wang教授課題組的博士后學(xué)者Berta Esteban-Fernandez de Avila表示：“這種微型馬達(dá)帶來了一步治療方案，結(jié)合了中和胃酸和藥物的作用。”
這個研究團(tuán)隊認(rèn)為，盡管初步數(shù)據(jù)非常好，但是這項研究仍然處于較早期的階段。他們計劃進(jìn)行更多的試驗來研究微型馬達(dá)在動物體內(nèi)的表現(xiàn)，并與其它常用胃藥的比較。他們還計劃測試其它藥物和其它部位的胃腸道疾病。
我們希望他們的后續(xù)試驗順利進(jìn)行，早日將微型馬達(dá)送藥投入臨床使用，為胃病患者帶來更有效的新療法。
參考資料
[1] Drug-delivering micromotors treat theirfirst bacterial infection in the stomach

[2] Micromotor-enabled active drug deliveryfor in vivo treatment of stomach infection