3D打印的多藥物輸送裝置，成功地將雙歧桿菌增殖率提高到294.2%

2020年6月18日，南極熊獲悉，浙江大學(xué)和德蒙福特大學(xué)的研究團隊3D打印了一種多層給藥裝置（DDD），能夠?qū)⒁环N以上的藥物輸送到胃腸系統(tǒng)的不同部位。憑借其特有的芯殼幾何形狀，DDD可以裝載不同的藥物，以滿足各種緩慢和快速釋放的要求。研究人員認為，他們的工作有可能通過對抗大腸桿菌來大大有利于人類體內(nèi)微生物生態(tài)系統(tǒng)的建立。

△3D打印的DDDs，圖片來自德蒙福特大學(xué)

好 "細菌與 "壞 "細菌

人類的內(nèi)臟是一大堆微生物的家園。這些腸道微生物對我們的營養(yǎng)和健康有深遠的影響。在 "好 "與 "壞 "細菌之間如此微妙的平衡下，天平稍有傾斜，就會導(dǎo)致肥胖、過敏甚至癌癥等一系列健康問題。有一個完整的產(chǎn)業(yè)，專門生產(chǎn)用于食用的益生菌（含有有益微生物活培養(yǎng)物的酸奶和片劑），可以與主餐一起吃。

3D打印多種藥物輸送系統(tǒng)

該團隊使用電液動力3D打印機制造了芯殼結(jié)構(gòu)纖維。這臺機器使他們能夠在納米級精確地堆疊和排列纖維，以開發(fā)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這樣一來，DDD的幾何形狀就可以根據(jù)不同患者的釋放曲線進行個性化設(shè)計。研究人員為這項研究打印了一個正方形、一個整圓和一個半圓形。在每一個DDD中，蛋白多糖被儲存在芯層（聚丙烯酸樹脂II）中，而開心果糖被儲存在殼層（醋酸纖維素）中。

DDD纖維的SEM成像，圖片來自德蒙福特大學(xué)

研究小組在模擬胃腸液中測試了DDDs，確定了它們的釋放率和拉伸強度。外殼層在12小時內(nèi)溶解，但核心層在72小時內(nèi)仍完好無損，有足夠的時間讓DDDs進入腸道深處。經(jīng)測定，最大抗拉強度(整圈)大于0.22MPa，這是人體腸胃中的壓力。

DDDs成功地將雙歧桿菌（好菌）的增殖率提高到294.2%。除此之外，還發(fā)現(xiàn)DDDs對大腸桿菌(不太好的細菌)有明顯的抑制作用，最高達37%。鑒于這一可喜的結(jié)果，研究人員認為，他們開發(fā)的芯殼結(jié)構(gòu)對重新平衡人類的腸道菌群極為有用。

DDDs的全圓、半圓和正方形幾何體，圖片來自

德蒙福特大學(xué)

更多的研究細節(jié)可以在題為 "A core-shell multi-drug platform to improve gastrointestinal tract microbial health using 3D printing "的論文中找到。該書由 Li-Fang Zhu, Xing Chen, Zeeshan Ahmad, Yu Peng, and Ming-Wei Chang共同撰寫。


編譯自：3dprintingindustry