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藥物傳輸的角色

生醫人網摘長期觀察生醫研究和發展,查見臨床上,為了因應需要和面對突如其來的疾病,科學家戮力開發出各種藥物,過程中除了奠基於深厚紮實的基礎研究,當問題來臨時,如何能應用這些技術,進而開發成為產品,甚至讓現有的產品更方便患者使用,無一不是挑戰。

然而,藥物在證實醫療效用後,如何有效投放,就成了重要議題,尤其是針對慢性疾病的「藥物傳輸」,像是糖尿病患的胰島素注射方法。在這篇文章中,將針對藥物傳輸的科學知識、市場趨勢,整合長期觀察生醫研究發展而產生的見解,來介紹這個議題的現有和未來潛力的研究發展方向。現今新科技對「藥物傳輸」這個領域的突破,就如同近年來手機和App快速融入我們的生活,改變了我們原有的生活習慣,是不是也可以說「藥物傳輸」變得更智慧?

「智慧型」藥物傳輸

先來談談近來大家引頸期待的「人工胰臟」,為什麼糖尿病患要定時注射胰島素以維持體內正常的血糖?胰臟壞了,能不能安裝人工胰臟?天然胰臟的可貴在於能自動偵測生理資訊,根據量測到的資訊來釋放胰島素,若以人工裝置取代,那就需要這樣能自動調節的「智慧」功能,也就是能持續監測相關生物指標,進而根據狀況即時反應,自動輸送適當劑量的藥物或激素。2015年8月,美國食品及藥物管理局(FDA)認證通過了第一個可隨身攜帶、連續量測的「血糖監測器」,這個裝置整合了黏著式感測器、資訊發送器,可直接傳遞資料到智慧型手機上或其他裝置,讓病患、家人或醫療人員能隨時監測血糖量;相對於固定時間才量測的傳統方式,此裝置可以監測血糖的動態變化和其他的生物指標,像是甲狀腺素、心臟病指標、血液凝固…等等。但只有「監測」顯然還不夠,必須將這些從感測器得來的資料與治療行動(例如:藥物傳輸)有效連結起來。完整的人工胰臟要能即時分析血糖量,並立刻釋放適量的胰島素。2016年1月,美國哈佛大學(Harvard University)和維吉尼亞大學醫學院( University of Virginia School of Medicine)將開始一項穿戴裝置的臨床實驗,它是一款能夠同時監測血糖且依據需求施打胰島素的人工胰臟。

總體而言,這樣智慧型的設備就是整合了感測器與藥物傳輸裝置,並以自動運作與調整的模式來模擬自然器官的運行機制。除了前述的功能之外,這種設備其實還有其他用途,例如可在進行手術時,依據監測狀況,在最適合的時機自動給予病人適量的麻醉劑,避免施藥過量的傷害;另外,這項技術也能應用在疼痛管理或憂鬱症治療,它可在正確時間給予精確的劑量,減少人為出錯的機率。另外,值得一提的是,疼痛管理除了止痛藥物的注射,也可用神經刺激的方式來減少疼痛。這種具有訊號回饋功能的智慧給藥或電刺激系統,預料將是未來發展的方向之一。

多樣化的藥物傳輸機制

除了自動化且智慧的藥物傳輸系統,「傳輸的形式」的開發也是很重要的,不只是希望藥效能夠更好,還希望給藥能更便利,以便適應各種環境和患者的需求。在開發中國家或專業人員匱乏的區域,藥物儲存與運送條件往往不佳,粉末藥物較液體藥物容易運送保存,因為這樣有科學家研究將注射疫苗換成微針貼片;而口服或吸入式藥劑也較傳統的打針更安全、更少疼痛。在美國,已有實驗室開發出可用於肺臟的表面活性劑,「呼吸窘迫症風險」(respiratory distress syndrome, RDS)的早產兒便不再需要插管。

大家普遍不喜歡打針,所以像是胰島素、生長激素、生物製劑等等,都可以找到其他的方法替代注射。許多病患受限於身體或手部的靈活性(患有多發性硬化症或多發性關節炎),必須很努力才能自行注射治療用藥物,甚至使用自動注射器也是很辛苦。所以,依據病患的需求偏好,用口服或吸入式版本可讓病患更舒適,更容易接受。

另外,利用超音波或奈米顆粒等的輔助,可加強藥物的吸收和進入目標位置。例如生醫人網摘報導過的「以超音波震開血腦屏障」,讓藥物越過「血腦屏障」(blood-brain barrier),大幅降低治療所需的藥量,減少副作用。這樣的方式會根本地改變阿茲海默症和癲癇症的藥物傳輸策略,讓治療變得更容易,使用的劑量可以更低,居家治療也更加可得,是一個巨大的潛在市場機會。(待續:小機器人標的性的藥物治療…)

文章參考:BioMeder生醫人網摘MED DEVICE ONLINE
圖片來源:jaroh@Flickr  CC BY-SA 2.0
影片來源:Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences


作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。