麻省理工學院的工程師們設計了一種新型的支架，可用於向胃腸道、呼吸道或身體的其他管狀器官輸送藥物。 可拉伸的蛇皮狀設計內置彈出式針頭，允許在具有挑戰性的情況下向人類身體內的管狀器官輸送治療藥物。

影響體內管狀結構的疾病，如胃腸（GI）系統、血管和氣道，給局部治療帶來了獨特挑戰。 垂直方向的器官（如食道）和迷宮式的結構（如腸道）很難塗上治療劑，在許多情況下，病人只能服用可能有免疫抑製作用的全身性藥物控制病情。

為了改善影響管狀器官的疾病的藥物輸送，如嗜酸性食管炎和炎症性腸病，來自布萊根婦女醫院、麻省總醫院和麻省理工學院（MIT）的一個多學科團隊根據日本折紙的原理設計了一種可拉伸的支架，能夠支援藥物的快速沉積。 該研究在《自然-材料》雜誌上進行了描述。

“我們知道，像類固醇這樣的注射藥物可以幫助緩解某些消化道疾病，但挑戰是在一段多釐米長的管狀器官中提供這些藥物，”通訊作者Giovanni Traverso， MB， BChir， PhD說，他是Brigham胃腸病科和麻省理工學院機械工程系的胃腸病學家和生物醫學工程師。 “我們想出的策略之一是動態支架，它可以被拉伸以改變形狀，並從周向和縱向輸送藥物以覆蓋人體管道器官”。

這種支架有一個靈活的表面，並塗有一層光滑的塑膠蝕刻小”針”，當管子被拉伸時，小 “針”會彈出，使針能夠穿透組織並輸送含有藥物的微粒子的載荷。 研究人員以前曾證明，基於日本折紙設計的屈曲特性可用於設計產生摩擦力的鞋類外底，以防止從目標器官中跌落。

這種支架有一個蛇皮狀的圓柱形設計，它可以膨脹以接合彈出的針頭，這些針頭由施加在一個軟推桿上的空氣壓力控制。 這允許將治療劑環形送入消化道以及血管和氣道。 支架在輸送治療劑后不久就被移除。 它可以被制造成各種尺寸，並且可以通過改變摺紙結構外殼的厚度、針的長度和施加的壓力來控制藥物輸送。

在完善了kirigami支架的機械結構后，研究人員在設計中塗上了布地奈德的聚合物微粒子，以支持延長藥物輸送，然後在豬的食道中進行了測試。 布地奈德是一種常用於治療一系列胃腸道疾病的藥物。 在支架被移除之前，kirigami針以其彈出的配置被放置了兩分鐘。 當研究人員在不同時間（藥物輸送後1天、3天和7天）檢查動物時，他們發現所有時間點的動物組織中都有治療藥物的濃度，表明該輸送系統可以促進治療藥物的持續給葯。

研究人員將繼續在動物模型中完善該藥物輸送系統，並努力將其開發用於人類。 他們希望該系統也能部署在氣管和髂動脈等結構中，從而改善對一系列疾病的靶向、持續治療。