對於糖尿病患者來說，保持血液中健康的葡萄糖水平是一項關鍵但艱鉅的任務，涉及定期注射胰島素和血糖監測，以確保一切都在控制之中。麻省理工學院（MIT）科學家開發的一種新的合成薄膜可能成為幫助管理疾病的有力工具，它能夠在腸道中“自我組裝”，阻止葡萄糖的吸收，並在此後安全地溶解。而它的潛力可能不會就此結束。

這種薄膜是由麻省理工學院的一組工程師開發的，他們從蚌類的粘性能力中尋找靈感，由於它們分泌的一種粘性物質，蚌類能夠在物體上形成堅如磐石的附著力。這種物質的一個關鍵成分是多巴胺，這是一種由多巴胺單體組成的聚合物，與人類大腦中的神經遞質相同。

圍繞著這些聚合物是如何形成的細節進行研究，研究小組發現，一種名為催化酶的酶發揮了重要作用，使單個分子能夠組裝成鏈。方便的是，在我們的消化道中也可以找到催化酶，它的高濃度位於小腸的上部。

於是，團隊開始著手設計一種可以作為液體食用的材料，並代替藥物膠囊使用，通過形成腸道內壁來促進或拒絕藥物、營養物質和分子的吸收。“兒童往往不能服用膠囊和片劑等固體劑型，”該研究的資深作者Giovanni Traverso說。“我們開始考慮是否可以開發液體製劑，形成合成的上皮內膜，然後用於藥物輸送，使患者更容易接受藥物。”

研究人員發現，如果將多巴胺與液體溶液中的少量過氧化氫結合，小腸中的過氧化氫酶就會產生氧氣和水作為回應。而氧氣又會使多巴胺分子結合在一起，形成PDA聚合物薄膜，在幾分鐘內就會覆蓋在小腸上。

“這些聚合物具有粘附性，這意味著聚合後，聚合物可以非常牢固地附著在腸壁上，”該研究的主要作者李俊偉說。“通過這種方式，我們可以在原有的腸道表面生成合成的、類似上皮的塗層。”

這一過程在豬身上進行了演示，一旦研究小組確定了自組裝薄膜是如何形成的，他們就開始研究它的不同使用方式。通過將微小的交聯劑嵌入聚合物中，他們發現可以使其無法滲透到葡萄糖中，這是一種非常有前景的能力，有朝一日可以為糖尿病患者提供一種全新的方法來控制病情或幫助治療其他代謝疾病，如肥胖症。

研究人員還試驗了自組裝聚合物薄膜的其他添加劑。他們發現，通過附加乳糖酶，該薄膜可以將乳糖的消化率提高20倍左右。他們還發現，通過整合一種名為praziquantel的藥物來治療熱帶疾病血吸蟲病，藥物可以在一天的時間內逐漸釋放，比起目前患者每天需要服用三劑的情況有明顯改善。

“這三種應用相當不同，但它們提供了一種感覺，即用這種方法可以做的事情的廣度，”Traverso說。

重要的是，該團隊還表明，在被不斷更換腸道內膜的自然過程處置之前，塗層只能持續約24小時。處置完薄膜後，對營養物質吸收的測試顯示，那些接受薄膜的動物和對照組之間沒有區別。

從這裡開始，研究小組將繼續研究該技術的安全性，但注意到對老鼠的一些初步研究已經顯示出這方面的一些可喜跡象。

該研究發表在《科學轉化醫學》雜誌上。