健康科学：イカに着想を得た針を使わない薬物送達システム
Nature
イカやコウイカなどの頭足類のインクジェット推進機構にヒントを得た薬物送達（ドラッグデリバリー）システムが、動物モデルで実証され、今週のNature に掲載される。このアプローチは、ある種の薬やワクチンの投与に針を必要とせず、治療のアドヒアランス（遵守）を向上させる可能性がある。
注射針は、インスリンやワクチン、およびモノクローナル抗体などの高分子を含む多くの治療薬の投与に不可欠となっている。皮膚のすぐ下に投与できる治療薬もあるが、特定の臓器に直接注射する必要があるものもあり、内視鏡針や、最近開発された経口摂取が可能なロボット針装置も必要となる。しかし、針の使用には、患者の不快感や廃棄の問題など、多くの課題が伴う。
針に代わるものを求めて、Giovanni Traversoらは頭足類に見られる噴射作用を模倣したマイクロジェット送達システムを開発した。著者らの装置は、大型動物モデルで実証されたように、高圧液体ジェットを用いて、インスリンなどの薬物を消化管組織に直接送達することができる。このシステムは、皮下投与に匹敵するレベルで治療薬の標的送達を達成し、テザー（内視鏡的）および経口摂取が可能なデバイスに使用することができる。
著者らは、噴射メカニズムの改良とヒトでの安全性と有効性の試験にはさらなる研究が必要であるとしている。しかし、著者らは、このシステムが、テザーおよび経口摂取可能な薬物送達システムを改善する可能性があることを示唆している。
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- Published: 20 November 2024
Arrick, G., Sticker, D., Ghazal, A. et al. Cephalopod-inspired jetting devices for gastrointestinal drug delivery. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08202-5
A drug delivery system inspired by the ink-jet propulsion mechanisms of cephalopods, such as squid and cuttlefish, is demonstrated in animal models and described in Nature this week. The approach could circumvent the need for needles to administer some types of medication and vaccines, and may increase treatment adherence.
Needles have become essential for the administration of many therapeutics, including macromolecules such as insulin, vaccines and monoclonal antibodies. Whereas some therapeutics can be delivered just beneath the skin, others need to be injected directly into a specific organ, requiring endoscopic needles or even recently developed ingestible, robotic needle devices. However, the use of needles comes with a number of challenges, including patient discomfort and disposal issues.
In the search for an alternative to needles, Giovanni Traverso and colleagues developed a microjet delivery system that mimics the jetting action seen in cephalopods. Their devices can deliver drugs, such as insulin, directly into gastrointestinal tissues using high-pressure liquid jets, as demonstrated in large animal models. The systems achieve targeted delivery of therapeutics at levels comparable to subcutaneous delivery and can be used in tethered (endoscopic) and ingestible devices.
The authors note that further work is needed to make improvements to the jetting mechanism and test safety and efficacy in humans. However, they suggest that their system has the potential to improve tethered and ingestible drug delivery systems.
doi: 10.1038/s41586-024-08202-5
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