医用生体工学：頭足類から着想を得た、消化管への薬剤送達のための噴射デバイス

針を使った注射は現在、経口摂取可能なロボットデバイスが最近開発されたことにより、消化管など、体のあらゆる部位へ治療用の幅広い生体高分子の投与を可能にしている。しかし、一般的に針は、訓練、鋭利物管理、廃棄が必要であり、経口摂取可能な自律的システムに対する課題となる。今回我々は、頭足類の噴射システムに着想を得て、マイクロジェット送達システムを開発および評価した。このシステムは、組織内へ軸方向や半径方向にジェットを送達できるため、消化管の管状区域や球状区域に適したものとなっている。さらに、これらのシステムは繋留式と経口摂取可能な形式の両方で実装され、これによって内視鏡での利用や患者による自己投与が容易となる。我々の研究は、消化管の異なる区域に適した圧力とノズル寸法を特定し、マイクロジェットを多様なデバイスに適用することで、消化管のさまざまな解剖学的区域に対する送達に対応させた。我々は、これらのシステムが、インスリン、グルカゴン様ペプチド1（GLP1）類似体、小分子干渉RNA（siRNA）などの高分子を大動物モデルに送達できる能力を評価し、皮下送達と同等の曝露レベルが得られることを明らかにした。この研究は、消化管投与用の噴射設計パラメーターについての重要な知見を提供し、将来の内視鏡的および摂取可能な薬剤送達デバイスの可能性を大きく広げるものである。

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