缺乏依从性往往会导致慢性疾病恶化和过度住院。研究一直显示，三分之一到二分之一的美国患者没有按照医嘱服药，这最终导致医疗系统每年损失1000亿到3000亿美元。
人们不遵守药物治疗方案的原因和卫生保健系统本身一样复杂。药物可以提醒人们他们“生病了”，或者产生新的、令人不快的副作用。它们可能代价高昂，也可能与人体摄入物质的文化信念相冲突。遵循塑料瓶上的说明需要耐心和训练。如果涉及到治疗糖尿病、不孕症、骨质疏松症和自身免疫性疾病所需的注射类型，一些治疗方案实施起来会很痛苦。
一套新的技术可以提供一种方法来减少不依从性，方法是通过给患者提供可以吞咽和忘记的药物。在周四发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究中，研究人员描述了一种胶囊，它能自动将药物注射到胃组织的顶层。在早期的实验中，这种可吞咽的、自我定向的毫米级应用程序(soma)安全地将胰岛素输送给了猪。这项研究的资深作者、布莱根妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)胃肠病学家乔瓦尼•特拉韦索(Giovanni Traverso)表示:“许多患者推迟治疗，因为它需要注射。”他说，糖尿病影响了近10%的美国人，胰岛素注射的使用通常要推迟七到八年。“口服这些药物可以产生巨大的影响。”
SOMA药丸的灵感来自两个常见的科学智慧。第一种是通过注射肾上腺素来治疗胃溃疡。“我们有在胃部注射的经验，”他说，“而且我们对这些注射的安全性也有很多经验。”这一经验表明，进入胃粘膜的药物可以到达身体的其他部位。
但是研究小组需要确保在释放有效载荷之前，自我注射的药丸能够到达胃腔的正确位置和方向。这个设计问题的解决方案来自大自然。豹龟虽然是世界上最大的豹龟种类之一，但由于它们的龟壳顶端很尖，所以它们总是能够直立翻身。特拉维索和他的同事们决定用他们的体细胞设计来模拟这种结构，这样胶囊就可以持续地调整方向，并可靠地将胰岛素注射到胃壁中。
科学家们将1毫克的胰岛素装入一个被压缩在糖衣药片后面的容器中。一旦药片进入胃，它就会与胃壁底部对齐。周围的湿度和液体迫使药片的糖衣裂开，释放出一根7毫米长的针头，成功地将药物注射到胃组织中。Traverso说，胰岛素摄入在摄入后几分钟内就开始了，研究人员能够在猪身上看到降低血糖的效果。他说，这种药物在血液中的循环量与皮下注射后的水平非常相似。通过增加注入SOMA储存库的量，研究人员还能够测试药物的持续释放至少30小时。
北达科他州立大学药理学助理教授Amrita Banerjee没有参与这项研究，他期待着这项新技术的实施。多年来，她一直在与糖尿病患者的不遵医嘱做斗争。但她说，贴片、穿透皮肤的激光脉冲、加压射流和其他治疗恐针症的方法并没有受到欢迎。口服药物是药理学的圣杯。它们是侵入性最小的配方，不需要特殊的设备或培训就可以交付，稳定时间更长，而且通常制造成本更低。“然而，口服胰岛素等大分子药物是一场噩梦，”她说。
大分子组成了一类叫做生物制剂的药物。这些包括疫苗、抗体、基因疗法和蛋白质或肽类药物。它们的大小通常意味着在它们被血液吸收之前，消化系统中的酶会将其分解。但是SOMA药丸为直接将生物制剂注射到胃粘膜提供了可能性。“这是一项非常有前途的技术，”班纳吉说。
麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的另一个团队与Traverso合作，采取了一种不同的方式来解决不遵守协议的问题。在1月30日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项研究中，研究人员描述了一种药丸，它在胃里迅速膨胀到乒乓球大小，持续一个月，在此期间缓慢释放药物。与自我定向的唆麻胶囊一样，这种可充气的药丸也受到了进化怪癖的启发。科学家们看到河豚鱼在受到威胁时迅速膨胀得像气球一样，于是他们用两种不同的水凝胶制作了一种药丸:一种可以形成外壳，另一种可以吸收液体，在被摄入15分钟内膨胀到原来大小的100倍。
巴纳吉说，这种水凝胶可以在较短的半衰期内给药。它的缓释释药可以减少患者需要记住服用的药片数量。如果水凝胶药丸需要移除，病人只需喝一种氯化钙溶液，它会阻止药物的输送，将凝胶缩小到原来的大小，让它排出体外。事实上，水凝胶很容易控制，用途也很广泛，它可以被用来长期测量消化系统，比如监测病人服药模式的温度和pH值，携带微型摄像机或其他传感器进入人体。
其他治疗不依从的方法是使用高科技传感器——无论是药片还是瓶盖上的传感器——来跟踪患者每次服药的时间。美国食品和药物管理局已经批准了一种治疗精神分裂症和双相情感障碍的药物。吞下后，它会向戴在腹部的临时补片发出一个小电信号。然后，该贴片将信号传输到一个智能手机应用程序，该应用程序会存储所消耗剂量的记录。佐治亚理工学院药物设计、开发和交付中心主任Mark Prausnitz没有参与这项研究，他说:“在药物交付系统方面有许多进展，正在医学上得到实施。”但在这些可吸收的技术进入药店货架之前，仍有一些问题需要解决。他说，研究人员需要证明自我注射胶囊和充气药片长期来看是安全的。糖尿病和其他慢性病患者可能会终生使用它们。此外，在使用复杂的新交付系统及其复杂性，以及扩大制造规模的成本之间，可能存在权衡。
推动新药物递送技术应用的一个动力与生物制剂的日益认可有关。生物制剂是治疗银屑病、类风湿关节炎、多发性硬化症和各种癌症必须注射的大分子制剂。Prausnitz说:“我们绝对需要让人们更容易地服药。”
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