给胃“通通电”！Science子刊发明可食用的“电药”胶囊，调节饥饿激素

　　麻省理工学院的工程师们已经证明，通过使用一种可摄取的胶囊，向细胞输送电流，他们可以刺激胃饥饿素的释放。这种方法可能被证明对治疗恶心或食欲不振的疾病有用，比如厌食症或恶病质。

　　

胃分泌的激素，如Ghrelin饥饿激素，在刺激食欲方面起着关键作用。这些激素是由肠神经系统的内分泌细胞产生的，肠神经系统控制着饥饿感、恶心感和饱腹感。

麻省理工学院的工程师们现在已经证明，他们可以使用一种胶囊，向这些细胞输送电流，从而刺激这些内分泌细胞产生胃饥饿素。这种方法可能被证明对治疗恶心或食欲不振的疾病有用，比如恶病质(癌症或其他慢性疾病患者可能出现的体重减轻)。

在动物实验中，研究人员表明，这种“电致敏”胶囊可以显著促进胃中激素的产生。他们认为，这种方法也可以用于对胃肠道其他部位进行电刺激。

麻省理工学院机械工程副教授、布里格姆妇女医院的胃肠病学家Giovanni Traverso说:“这项研究有助于通过可摄入的电子药物建立电刺激，作为一种通过胃肠道触发激素释放的模式。我们展示了一个例子，说明我们如何能够与胃粘膜接触并释放激素，我们预计这可以用于胃肠道的其他部位，我们还没有探索过。”

这篇论文发表在的《Science Robotics》杂志上。

电刺激

肠道神经系统控制着消化的各个方面，包括食物通过胃肠道的运动。胃痉挛是一种胃神经紊乱，导致食物移动非常缓慢。一些胃痉挛患者在通过手术植入胃内的类似起搏器的装置产生电刺激后，症状有所改善。

医生们的理论是，电刺激会刺激胃收缩，这有助于推动食物前进。然而，后来发现，虽然治疗确实帮助患者感觉更好，但它对运动的影响程度较小。麻省理工学院的研究小组假设，对胃的电刺激可能会导致胃饥饿素的释放，而胃饥饿素可以促进饥饿感，减少恶心的感觉。

为了验证这一假设，研究人员使用电探针对动物的胃进行电刺激。他们发现，在20分钟的刺激后，血液中的胃饥饿素水平显著升高。他们还发现，电刺激不会导致任何明显的炎症或其他不良反应。

一旦他们确定了电刺激可以刺激胃饥饿素的释放，研究人员就开始研究是否可以使用一种可以被吞咽并暂时停留在胃里的装置来达到同样的效果。设计这种装置的主要挑战之一是确保胶囊上的电极能接触到涂有液体的胃组织。

为了创造一个可以与电极相互作用的干燥表面，研究人员给他们的胶囊提供了一个凹槽表面，可以将液体从电极上吸走。他们设计的表面的灵感来自于澳大利亚刺魔鬼蜥蜴的皮肤，这种蜥蜴用脊状的鳞片收集水。当蜥蜴用皮肤的任何部位接触到水时，水就会通过毛细血管的作用沿着通道输送到蜥蜴的嘴里。

“我们受到启发，将表面纹理和图案结合到这个胶囊的外面。该表面可以控制可能阻止电极接触胃组织的液体，因此它可以可靠地提供电刺激。”

胶囊表面由带有亲水性涂层的凹槽组成。这些沟槽的功能是将液体从胃组织中抽出。该装置内部是由电池供电的电子设备，可以产生电流，流经胶囊表面的电极。据研究人员介绍，在这项研究中使用的原型机中，电流是持续运行的，但未来的版本可以设计成可以无线打开和关闭电流。

激素增加​

研究人员将他们的胶囊放入大型动物的胃中进行测试，他们发现胶囊使血液中的胃饥饿素水平大幅上升。

“据我们所知，这是第一个通过可摄入装置使用电刺激来增加体内内源性激素水平的例子，因此，它具有利用身体自身系统而不是引入外部因素的效果”。

研究人员发现，为了使这种刺激起作用，控制消化的迷走神经必须完好无损。他们的理论是，电脉冲通过迷走神经传递到大脑，然后刺激胃里的内分泌细胞产生胃饥饿素。

Traverso实验室现在计划探索在胃肠道的其他部位使用这种方法，研究人员希望在未来三年内在人类患者身上测试这种设备。研究人员说，如果开发用于人类患者，这种类型的治疗可能会取代或补充一些现有的用于预防恶心和刺激患有恶病质或厌食症的人的食欲的药物。

Traverso说:“这是一种相对简单的设备，所以我们相信我们可以在相对较快的时间内将其植入人体。”

文章标题

Bioinspired, ingestible electroceutical capsules for hunger-regulating hormone modulation