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，浙江大學和德蒙福特大學的研究團隊3D打印了一種多層給藥裝置（DDD），能夠將一種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

好 "細菌與 "壞 "細菌

人類的內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，就會導致肥胖、過敏甚至癌癥等一系列健康問題。有一個完整的產業(yè)，專門生產用于食用的益生菌（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構纖維。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)復雜的結構。這樣一來，DDD的幾何形狀就可以根據不同患者的釋放曲線進行個性化設計。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

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小時內溶解，但核心層在72小時內仍完好無損，有足夠的時間讓DDDs進入腸道深處。經測定，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%。鑒于這一可喜的結果，研究人員認為，他們開發(fā)的芯殼結構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

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