口服给药是癌症治疗中最便捷的方式之一，然而大多数口服抗癌药物在胃中会迅速溶解，导致化学物质一次性大量进入血液，这不仅可能引发副作用，还可能因药物浓度在初始高峰后迅速下降而影响疗效。
如今，由MIT博士Aron Blaesi '14和前首席研究科学家Nannaji Saka ScD '74共同创立的Enzian Pharmaceutics公司，正在开发一种新型口服片剂，能够使药物在胃液和血液中随时间稳定释放。该公司的片剂采用微小的3D打印纤维，遇水时会形成凝胶状物质。实验表明，这种片剂在动物胃部可停留长达一天，在缓慢降解的同时以受控量释放药物。
技术原理：从观察到创新的突破
当Blaesi来到MIT时，他就希望将自己的机械工程博士研究工作作为公司的基石。早期，作为诺华-MIT连续制造中心的一部分，他研究使用注射成型机制造药片，这种机器会熔化和固化材料，与传统压制粉末的工艺不同。他注意到，注射成型使药片的孔隙率大大降低。
"如果你把普通药片放入液体或胃中，液体会渗透孔隙并迅速溶解它，"Blaesi解释道，"但当你使用注射成型产品时，情况并非如此。那时，我几乎每天都会与Saka博士讨论我的研究，我们开始意识到微观结构非常重要。"
研究人员开始探索不同的药片微观结构如何改变药物释放速率。为了获得更高精度，他们从注射成型转向3D打印技术。
利用MIT的机器车间，Blaesi建造了一台3D打印机，生产出能够携带药物的紧密缠绕的微观结构。他专注于纤维结构，纤维之间留有空隙，因为这样允许胃肠液渗透药片并迅速溶解。他在马萨诸塞州剑桥市的公寓和MIT的共享设施中都对这些结构进行了测试。
Blaesi随后尝试了不同的载体材料，发现分子量越高，药片溶解所需时间越长，因为材料会先吸水膨胀，然后才降解。
"最初我想，'糟糕，药物溶解得不够快了'，"Blaesi回忆道，"然后我们想，'万物皆有其位'。这种膨胀特性可以使药片在胃中停留更长时间，然后随时间释放药物。我们意识到这不仅会改进制造工艺，还会改进产品本身。"
技术演进：从初步构想到成功实现
2019年，Blaesi和Saka发表了关于他们可扩展纤维片剂用于延长药物输送的第一篇论文，但反响褒贬不一。
"一些评论者说，'类似胃滞留剂型的研究已经进行了40年，但没有人真正成功'，"Blaesi回忆道，"人们说，'这永远不会成功。先在动物身上做实验，我们再谈。'"
在新冠疫情期间，Blaesi搬回瑞士并在那里进行了动物实验。
"评论者是对的：我们最初的设计确实行不通，"Blaesi说，"但我们调整了设计，证明可以使药片在胃中停留更长时间。"
在Enzian的最终片剂设计中，微纤维以网格状排列。当水流入纤维之间的空隙时，它们会膨胀形成坚固的凝胶状物质，在胃中缓慢侵蚀，同时持续释放药物。在动物研究中，Enzian团队证明其技术使片剂能够在胃中停留12至24小时，然后被安全排出体外。
癌症治疗的突破性应用
团队很快发现，癌症药物非常适合他们的技术。
"许多癌症药物只在酸性溶液中可溶，因此只能在药物位于胃部时被吸收，"Blaesi解释道，"但在空腹状态下，药物目前在胃中可能只有30到40分钟。饱腹时也只有几个小时。由于给药时间短，你需要立即释放高剂量。这会导致血药浓度急剧上升，而如果你每12小时给药一次，药物浓度在其他10小时内会下降。"
在即将进行的人体试验中，Enzian计划使用其片剂输送一种治疗前列腺癌的药物，Blaesi表示该药物目前每天需要服用数百毫克。他希望将剂量减少到大约十分之一，同时获得更好的治疗效果。
Enzian还相信其技术可以改善血液、皮肤和乳腺癌的治疗。
"这可以真正用于改善多种癌症的治疗，"Blaesi说，"我们相信这是一种更高效、更有效的药物输送方式。"
在临床试验中，最大化效果和最小化副作用同样重要，因为必须证明新药优于现有治疗方法，而单一不良事件就可能终止其开发进程。
即将进入患者阶段的工作对Blaesi来说是十多年努力的 culmination，他相信Enzian能够兑现其改善治疗的承诺。
"机会是巨大的，"Blaesi说，"这么多口服抗癌药物都有这种输送问题。我们仍需对患者进行疗效和安全性研究，但我们预计这将是一个改变游戏规则的创新。"
技术优势与未来前景
Enzian的胃滞留纤维剂型具有多项技术优势：
- 持续释放：通过微纤维结构控制药物释放速率，避免血药浓度峰值
- 延长滞留：膨胀后的凝胶结构可在胃中停留12-24小时
- 提高吸收：为酸性环境可溶的癌症药物提供足够的吸收时间
- 减少剂量：通过优化释放机制，可能将每日剂量减少90%
- 降低副作用：避免高浓度药物对心脏、肝脏和大脑的冲击
未来，这项技术有望应用于更多类型的癌症治疗，特别是那些对血药浓度曲线敏感的药物。随着人体临床试验的推进，Enzian Pharmaceutics的技术可能会成为癌症治疗领域的重要突破，为患者提供更安全、更有效的治疗选择。
从实验室到临床：转化医学的成功案例
Enzian Pharmaceutics的发展历程展示了基础研究如何转化为临床应用的成功案例。从MIT实验室中的初步构想，到动物实验验证，再到即将开展的人体临床试验，这一创新技术经历了严格的科学验证过程。
"我们仍然需要证明其在患者中的疗效和安全性，"Blaesi强调，"但这一技术已经展现出巨大的潜力，可能会改变我们使用口服抗癌药物的方式。"
随着精准医疗和个体化治疗的兴起，像Enzian这样的创新药物递送系统将在未来癌症治疗中扮演越来越重要的角色，为患者带来更好的治疗效果和生活质量。
