斯坦福大学的工程师们开发出了一种可注射的水凝胶储藏技术，与每天重复注射相比，这种技术可使 GLP-1 药物每四个月注射一次。这种基于水凝胶的单次注射药物产品可以大大减少治疗干预的频率，显著提高患者的生活质量，减少糖尿病治疗的并发症。
斯坦福大学的材料工程师们开发出了一种新型水凝胶给药系统，可将每天或每周注射一次的糖尿病和体重控制药物（如 Ozempic、Mounjaro、Trulicity、Victoza 等）转变为每四个月注射一次。研究人员在 11 月 21 日发表在《细胞报告医学》（Cell Reports Medicine）上的一项新研究中认为，这种系统将大大改善糖尿病和体重管理，提高患者的用药依从性，并帮助 2 型糖尿病患者改善长期健康状况。
这些药物都是通过模拟激素胰高血糖素样肽 1（GLP-1）发挥作用的。但是，虽然这些药物能帮助人们控制饮食和体重，但通常每天或每周注射一次对许多患者来说却是一种负担。
斯坦福大学材料科学与工程系副教授、新型水凝胶的主要研究者埃里克-阿佩尔说：'坚持治疗是 2 型糖尿病管理的最大挑战之一。一年只需注射三针，这将使糖尿病或肥胖症患者更容易坚持服药'。
全球有 5 亿人患有 2 型糖尿病，其中仅美国就有 1.3 亿人。据估计，美国每年的治疗费用高达 4000 亿美元。GLP-1 药物最近才问世，它被誉为'神奇药物'，副作用小，通过帮助患者增加饱腹感、减少饥饿感以及针对其他与奖赏相关的饮食效应，可以有效控制能量摄入。
新型纳米复合水凝胶
水凝胶的秘密在于其核心纳米粒子的独特物理特性。水凝胶并不新鲜--例如，如今许多人佩戴的隐形眼镜就是由水凝胶制成的--但这些水凝胶经过精心设计，可以抗撕裂并保持形状。而这种水凝胶则是用聚合物和纳米粒子设计而成，它们相互之间的结合力很弱，因此能像凝胶一样保持在一起，但随着时间的推移又会慢慢消散。水凝胶是由聚合物链和纳米颗粒组成的网状结构，这些聚合物链和纳米颗粒可以固定药物分子，直到网状结构溶解，释放出药物。
阿佩尔解释说：'我们的水凝胶会在数月内融化，就像方糖在水中一个分子一个分子地溶解一样。我常说这种水凝胶是用一种分子魔术贴粘在一起的，粘得很好，但很容易被拉开。'
这种新型水凝胶在技术上被称为聚合物-纳米粒子（PNP）水凝胶，具有'恰到好处'的流体流动性，可以用现成的针头轻松注射，而且凝胶状的稳定性在体内足够持久，可以持续四个月之久。GLP-1 药物分子被配制到水凝胶中，随着时间的推移，水凝胶慢慢融化，药物分子也同样被分装出来。
医生会将一小块含有药物的水凝胶注射到皮下方便的位置，如腋下。对工程师来说，关键在于如何设计水凝胶，使其足够小，让病人感觉舒适、不显眼，但又足够大，足够耐用，能持续整整四个月。阿佩尔相信，他的团队已经实现了这一控制措施。
阿佩尔说：'我们选择四个月的时间，是为了与人们实际会见医生或内分泌专家的时间相匹配，这也是我们对释放期如此明确的原因。'
潜力可期
到目前为止，研究小组已经在实验鼠身上测试了这种新型给药系统，并取得了巨大成功。与每天注射一种主要的商业药物相比，在大鼠体内注射一次这种基于水凝胶的疗法可以改善血糖和体重管理。
虽然这种特殊的水凝胶是专门为 GLP-1 四个月的检查方案设计的，研究小组已经成功地将释放时间范围调整到了从几天到六个月不等。这种系统已被用于其他蛋白质、疫苗甚至治疗细胞，而且有证据表明，GLP-1 药物还能降低心血管疾病的风险。所有这些迹象都表明，这种给药系统有望应用于其他药物和其他病症。甚至在1型糖尿病患儿身上也取得了非常有希望的结果。
接下来研究人员将在猪身上进行试验，因为猪的皮肤和内分泌系统与人类最为相似。如果这些试验按计划进行，可能会在一年半到两年内看到人体临床试验。
阿佩尔说：'至少，我们已经为延长基于GLP-1的抗糖尿病和抗肥胖治疗药物的释放时间铺平了道路，这可能会对2型糖尿病的治疗产生有益的影响，也许还会对其他疾病产生影响。'
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