2020年8月24日

新的注射器技术可以使高浓度的生物药物注射成为可能

麻省理工学院的研究人员已经开发出一种简单、低成本的技术来管理强力药物配方，这种配方过于粘稠，无法用传统的医用注射器注射。

今天发表在杂志上的一篇论文描述了这项技术先进的医疗保健材料这使得皮下注射高浓度药物和其他疗法成为可能。它被开发为一种高效的，高度浓缩的生物药品或生物制剂的溶液，通常被稀释并静脉注射。

”,药物输送麻省理工学院机械工程教授克里帕•瓦拉纳西(Kripa Varanasi)表示:“随着生物制剂的发展，可注射性正成为一个大瓶颈，阻碍了可以更容易地治疗疾病的配方的开发。”“制药商需要专注于他们最擅长的，并制定药物，而不是被注射性的问题困住。”

比尔和梅琳达·盖茨基金会的领导人在阅读了瓦拉纳西以前在调配液体方面的工作后，将可注射性问题带到了瓦拉纳西的面前。瓦拉纳西的工作吸引了从航空到牙膏制造商等各行各业的注意。Varanasi说，基金会的一个主要关切是向发展中国家无法从偏远地区前往医疗场所的人们提供高浓度疫苗和生物疗法。

瓦拉纳西补充说，在当前的大流行中，能够呆在家里，通过皮下自我用药来治疗癌症或自身免疫紊乱等疾病，在美国等发达国家也很重要。

他说:“药物或疫苗的自我管理可以帮助实现医疗保健的民主化。”

Varanasi和Vishnu Jayaprakash(麻省理工学院机械工程系的研究生，也是这篇论文的第一作者)设计了一个系统，通过减少所需的注射力，使皮下注射高浓度药物配方成为可能，这超过了用传统注射器进行手动皮下注射所能达到的效果。

在他们的系统中粘性流体被注射的被润滑流体包围，缓解流体通过针的流动。使用润滑剂时，只需要七分之一的注射力就可以达到测试的最高粘度，有效地允许皮下注射100多种药物中的任何一种，否则被认为太粘稠，不能以这种方式给药。

Jayaprakash说:“我们可以使这些生物制剂具有可注射性。”“不管你的药物有多粘稠，你都可以注射，这就是这种方法对我们非常有吸引力的原因。”

生物药物包括以蛋白质为基础的配方，并从活细胞中获得。它们被用来治疗广泛的疾病和紊乱，并可以结合特定的组织或免疫细胞如你所愿，减少不必要的反应并带来其他药物不会发生的特殊免疫反应。

“你可以定制非常特定的蛋白质或分子，与身体中非常特定的受体结合，”Jayaprakash说。“它们能够实现一定程度的个性化、特异性和免疫反应，这是小分子药物所不具备的。这就是为什么在全球范围内，人们都在推动生物药物的发展。”

由于它们的高粘度，皮下给药涉及的方法已被证明是不切实际的和昂贵的。一般来说，药物是稀释后静脉注射的，这需要去医院或医生的办公室。不需要针就能将药物穿过皮肤的喷射注射器价格昂贵，而且容易被后溅物污染。注射胶囊药物往往会堵塞针头，增加药物制造和释放过程的复杂性。epipen式注射器也太贵，无法广泛使用。

为了开发他们的技术，麻省理工学院的研究人员开始定义理论参数并在设计他们的设备之前进行测试。该装置由一个有两个桶的注射器组成，一个在另一个里面，内管输送粘性的药液，周围的管在药物进入针时向药物输送一层薄薄的润滑剂涂层。

由于润滑流体更容易通过针，粘性载荷承受的剪切应力最小。因此，Jayaprakash说，该系统也可以用于由天然成分组成的组织的3d生物打印和细胞治疗，在这两种情况下，组织和细胞都可以被剪切损伤破坏。

治疗凝胶——用于骨和连接治疗，以及用于定时释放药物，以及其他用途——使用研究人员开发的注射器也可以更容易地管理。

Jayaprakash说:“这项技术是所有这些其他应用的平台。”

目前还不清楚这项技术是否会在研究人员寻找Covid-19疫苗的可能性和治疗方法时产生影响。然而，研究人员表示，这拓宽了不同的选择药物考虑配方。