科學家推出HOBIT裝置，植入式給藥方式將迎來巨大變革

研究人員推出HOBIT裝置，可在動物模型中實現體內持續數周的藥物生產。

植入式給藥方式可能即將迎來巨大變革。患者未來或許無需每日服藥或注射，而是依靠在體內產生藥物的微型裝置。

一個由美國領導的研究團隊開發的新型生物混合系統，正將這一概念推向現實。由西北大學科學家聯合領導的研究團隊構建了一種植入物，其中容納了能夠同時產生多種療法的工程化細胞。

早期的動物試驗表明，該裝置可以持續數周穩定給藥，同時保持細胞的活性和功能。

氧氣是細胞存活的關鍵

這項突破的核心是一個名為HOBIT的系統，即"用于植入治療的混合供氧生物電子系統"。

該裝置將活細胞與內部產生氧氣的電子元件相結合。

這種氧氣供應解決了該領域長期存在的一個難題。當治療性細胞在植入物內聚集時，它們會爭奪氧氣，并常常迅速死亡。這限制了藥物的輸出量和治療持續時間。

HOBIT通過在植入物內部直接產生氧氣來應對這一限制。該系統利用電化學反應分解附近的水分子，確保穩定的局部氧氣供應。

負責裝置開發的西北大學喬納森·里夫奈表示："這項工作凸顯了全集成生物混合平臺在疾病治療方面的巨大潛力。傳統的生物藥物通常具有差異很大的半衰期，因此維持多種療法的穩定水平可能頗具挑戰性。"

他表示，持續生產改變了療法在體內的作用方式。"由于我們植入的'細胞工廠'持續生產這些生物制劑，通過我們的供氧技術維持細胞存活，使我們能夠同時維持多種不同療法的穩定水平。"

該項目還有萊斯大學和卡內基梅隆大學參與。研究人員在Cell Press旗下的《Device》期刊上發表了這項研究。

三種藥物，一個植入物

為測試該平臺，科學家們對細胞進行了工程化改造，使其能夠同時生產三種生物制劑。

這些制劑包括一種抗HIV抗體、一種用于治療2型糖尿病的GLP-1類似肽，以及調節食欲的瘦素。

研究團隊將該裝置植入大鼠皮下，并在30天內追蹤藥物水平。結果顯示，在有氧氣支持的植入物中，所有三種療法均實現了穩定輸送。

在沒有氧氣生成的情況下，裝置性能急劇下降。短效藥物在一周內就無法檢測到，而長效藥物的水平也持續下降。

細胞存活數據顯示了類似的差距。在有氧植入物中，約65%的細胞保持存活。而在標準裝置中，存活率僅為約20%。

里夫奈說："我們在細胞需要氧氣的確切位置直接產生氧氣。這使得我們能夠在更小的空間內支持更高密度的細胞。"

他補充說，這一改進是顯著的。"HOBIT中的細胞密度大約是傳統無氧封裝方法的六倍。"

研究人員現在計劃在更大的動物模型中測試該裝置。他們還將探索其針對性應用，包括涉及移植胰島細胞的療法。

如果成功，這項技術可能會簡化慢性病的治療。單個植入物可以替代重復給藥，減輕患者的負擔。

里夫奈表示："我們開始看到生物電子學和細胞療法如何能在同一個平臺上協同工作。隨著這些技術的持續發展，像這樣的裝置最終有可能成為體內的可編程藥廠——以當今不可能的方式提供復雜的治療方案。"

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