科学家推出HOBIT装置，植入式给药方式将迎来巨大变革

研究人员推出HOBIT装置，可在动物模型中实现体内持续数周的药物生产。

植入式给药方式可能即将迎来巨大变革。患者未来或许无需每日服药或注射，而是依靠在体内产生药物的微型装置。

一个由美国领导的研究团队开发的新型生物混合系统，正将这一概念推向现实。由西北大学科学家联合领导的研究团队构建了一种植入物，其中容纳了能够同时产生多种疗法的工程化细胞。

早期的动物试验表明，该装置可以持续数周稳定给药，同时保持细胞的活性和功能。

氧气是细胞存活的关键

这项突破的核心是一个名为HOBIT的系统，即"用于植入治疗的混合供氧生物电子系统"。

该装置将活细胞与内部产生氧气的电子元件相结合。

这种氧气供应解决了该领域长期存在的一个难题。当治疗性细胞在植入物内聚集时，它们会争夺氧气，并常常迅速死亡。这限制了药物的输出量和治疗持续时间。

HOBIT通过在植入物内部直接产生氧气来应对这一限制。该系统利用电化学反应分解附近的水分子，确保稳定的局部氧气供应。

负责装置开发的西北大学乔纳森·里夫奈表示："这项工作凸显了全集成生物混合平台在疾病治疗方面的巨大潜力。传统的生物药物通常具有差异很大的半衰期，因此维持多种疗法的稳定水平可能颇具挑战性。"

他表示，持续生产改变了疗法在体内的作用方式。"由于我们植入的'细胞工厂'持续生产这些生物制剂，通过我们的供氧技术维持细胞存活，使我们能够同时维持多种不同疗法的稳定水平。"

该项目还有莱斯大学和卡内基梅隆大学参与。研究人员在Cell Press旗下的《Device》期刊上发表了这项研究。

三种药物，一个植入物

为测试该平台，科学家们对细胞进行了工程化改造，使其能够同时生产三种生物制剂。

这些制剂包括一种抗HIV抗体、一种用于治疗2型糖尿病的GLP-1类似肽，以及调节食欲的瘦素。

研究团队将该装置植入大鼠皮下，并在30天内追踪药物水平。结果显示，在有氧气支持的植入物中，所有三种疗法均实现了稳定输送。

在没有氧气生成的情况下，装置性能急剧下降。短效药物在一周内就无法检测到，而长效药物的水平也持续下降。

细胞存活数据显示了类似的差距。在有氧植入物中，约65%的细胞保持存活。而在标准装置中，存活率仅为约20%。

里夫奈说："我们在细胞需要氧气的确切位置直接产生氧气。这使得我们能够在更小的空间内支持更高密度的细胞。"

他补充说，这一改进是显著的。"HOBIT中的细胞密度大约是传统无氧封装方法的六倍。"

研究人员现在计划在更大的动物模型中测试该装置。他们还将探索其针对性应用，包括涉及移植胰岛细胞的疗法。

如果成功，这项技术可能会简化慢性病的治疗。单个植入物可以替代重复给药，减轻患者的负担。

里夫奈表示："我们开始看到生物电子学和细胞疗法如何能在同一个平台上协同工作。随着这些技术的持续发展，像这样的装置最终有可能成为体内的可编程药厂——以当今不可能的方式提供复杂的治疗方案。"

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