Autonomous Untethered Microinjectors for Gastrointestinal Delivery of Insulin.
Autonomous Untethered Microinjectors for Gastrointestinal Delivery of Insulin.
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用于胰岛素胃肠道输送的自主无束缚显微注射器。
DOI：
10.1021/acsnano.2c05098
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发表时间：
2022-10-25
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Gracias, David H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ghosh, Arijit;Liu, Wangqu;Li, Ling;Pahapale, Gayatri J.;Choi, Si Young;Xu, Liyi;Huang, Qi;Zhang, Ruili;Zhong, Zijian;Selaru, Florin M.;Gracias, David H.
大分子药物通过胃肠道(GI)给药具有挑战性，因为这些药物表现出较低的稳定性以及较差的跨肠上皮吸收。虽然渗透增强型给药方法可以提高低分子药物的生物利用度，但如何有效地通过紧密的上皮细胞连接有效地给药仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们描述了部署在胃肠道中的自动微量注射器，然后有效地穿透胃肠道粘膜，将大分子药物胰岛素输送到体循环。我们进行了体外研究，以表征胰岛素的释放和评估微注射器的渗透能力，并测量了活体大鼠体内胰岛素的释放。我们发现，腔内注射的微量胰岛素注射器可以将胰岛素以类似于静脉注射胰岛素的水平通过粘膜输送到体循环。由于它们的尺寸小、大小和剂量可调、晶片规模制造以及并行、自主操作，我们预计这些微注射器将以安全的方式显著促进药物通过胃肠道粘膜进入体循环。
The delivery of macromolecular drugs via the gastrointestinal (GI) tract is challenging as these drugs display low stability as well as poor absorption across the intestinal epithelium. While permeation-enhancing drug delivery methods can increase the bioavailability of low molecular weight drugs, the effective delivery of high molecular weight drugs across the tight epithelial cell junctions remains a formidable challenge. Here, we describe autonomous microinjectors that are deployed in the GI tract, then efficiently penetrate the GI mucosa to deliver a macromolecular drug, insulin, to the systemic circulation. We performed in vitro studies to characterize insulin release and assess the penetration capability of microinjectors and we measured the in vivo release of insulin in live rats. We found that the microinjectors administered within the luminal GI tract could deliver insulin trans-mucosally to the systemic circulation at levels similar to those with intravenously administered insulin. Due to their small size, tunability in sizing and dosing, wafer-scale fabrication, and parallel, autonomous operation, we anticipate that these microinjectors will significantly advance drug delivery across the GI tract mucosa to the systemic circulation in a safe manner.
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DOI：
10.1073/pnas.2331316100
发表时间：
2003-11-25
影响因子：
11.1
作者：
McAllister, DV;Wang, PM;Prausnitz, MR
通讯作者：
Prausnitz, MR
影响因子：
4
作者：
Bassik, Noy;Stern, George M.;Gracias, David H.
通讯作者：
Gracias, David H.
影响因子：
46.9
作者：
Prausnitz, Mark R.;Langer, Robert
通讯作者：
Langer, Robert
影响因子：
15
作者：
Bassik N;Brafman A;Zarafshar AM;Jamal M;Luvsanjav D;Selaru FM;Gracias DH
通讯作者：
Gracias DH
影响因子：
29.4
作者：
Gultepe, Evin;Randhawa, Jatinder S.;Kadam, Sachin;Yamanaka, Sumitaka;Selaru, Florin M.;Shin, Eun J.;Kalloo, Anthony N.;Gracias, David H.
通讯作者：
Gracias, David H.