无线控制药房可从腹部内分配药物

未来，植入式计算机化药房将取代去药房或医生办公室的路程，自动将药物从植入我们体内的医疗设备中渗入血液。这些小型无线芯片有望减少疼痛和不便，并确保患者只需按一下按钮就能获得所需的准确剂量的药物。

在一项针对骨质疏松症女性的新研究中，无线控制的植入式微芯片成功地实现了每日药物给药，效果不亚于每日注射，甚至更好。研究人员表示，对于无数长期服用处方药的人来说，这可能是一个绝佳的解决方案。患者不必记住服药，医生只需打个电话或输入计算机命令即可调整剂量。

麻省理工学院戴维·科赫综合癌症研究所教授、这项研究的共同作者罗伯特·兰格说，未来，“芯片药房”可以按照预先设定的剂量在特定时间配发一整套药物。

“这实际上取决于药物的效力，”他说。“有很多药物可以治疗多发性硬化症、癌症等疾病，还有一些疫苗的效力也足够强。”

兰格和麻省理工学院的同事迈克尔·西玛教授在 20 世纪 90 年代末开发出了一种植入式药物输送芯片的早期版本。他们共同创办了 MicroCHIPS Inc. 公司，该公司负责管理今天发表在《科学转化医学》杂志上的这项研究。兰格说，研究小组决定与骨质疏松症患者合作，因为这种疾病以及用于治疗这种疾病的药物提供了一系列特殊的机会。一种广泛使用的药物特立帕肽可以逆转严重骨质疏松症患者的骨质流失，但需要每天注射才能正常发挥作用。兰格说，这意味着多达 75% 的患者放弃了这种疗法。它也是一种非常有效的药物，需要微克剂量，使其成为长期植入药房的理想选择。

要让芯片正常工作，公司需要进行一些调整，包括增加一个密封密封和可以在活体组织中工作的药物释放系统。芯片包含一组微小孔，大约针尖大小，用于储存药物。兰格说，每个孔都用一层超薄的铂和钛密封。在设定的时间或根据患者的指令，外部射频设备会向芯片发送信号，芯片会向金属薄膜施加电压，使其熔化并释放药物。孔一次熔化一个。

兰格说：“我们设置的方式就像是烧断了保险丝。”他说，金属的含量接近纳米级，而且无毒。

该团队还必须确保芯片安全，不会被黑客入侵。芯片通过一种特殊的频率进行通信，这种频率被称为医疗植入通信服务频段，由 FCC 和 FDA 批准。芯片和接收器之间的双向通信链路可以上传植入状态信息，包括剂量输送和电池寿命的确认。然后，患者或医生将输入特殊代码来管理或更改剂量，Langer 说。

研究小组招募了七名患有严重骨质疏松症的丹麦女性，并于 2011 年 1 月通过手术将芯片植入她们的腹部。芯片中储存了 20 剂药物。兰格说，患者植入芯片一年，结果非常受欢迎。“他们没有想到自己植入了芯片，因为不需要注射，”他说。

最终，该设备提供的剂量与每日注射相当，而且没有负面副作用。麻省理工学院 David H. Koch 工程学教授 Cima 表示，如果患者不想去看医生，就不能跳过注射——遵守处方至关重要。“这完全避免了依从性问题，并预示着未来药物治疗方案将完全自动化，”他说。

这项研究指出了一个有趣的现象，这将为未来此类植入物的研究和开发提供参考。当你将一个装置植入人体时，人体会形成一层纤维状的胶原蛋白膜，包裹住外来装置。这会影响药物从装置进入人体的程度，进而影响剂量要求和药物效力。这项研究的目的之一是检查胶原蛋白膜的影响，研究人员发现它对药物没有任何有害影响。

既然这些芯片已被证明有效，兰格和其他人希望用其他药物和更长的给药时间测试它们，他说。由于井盖一次融化一个，这些芯片可用于输送不同类型的药物，甚至是那些在注射或药丸形式服用时通常会相互影响的药物，他说。该团队希望制造一个 365 剂的版本，以查看其效果如何。

他说，它甚至可以用作长期传感设备，这本身就是一种有趣的可能性。医疗传感植入物一旦进入体内就会降解，因此可以检查血糖或癌症抗体等物质的植入物可能会失去效力。但带有多个传感器的芯片可以工作更长时间——一旦传感器被污染，只需融化另一个孔并露出一个新的，兰格说。

最终目标是创造一种可以结合传感和药物输送的芯片——一种可以自行治疗的植入式诊断机器。

“有一天，将所有东西结合起来会很棒，但这显然需要更长的时间，”兰格说。