當你吃大餐時，你的胃會向你的大腦發出信號，產生一種飽腹感，這有助於你意識到是時候停止進食了。胃裡充滿液體也會傳遞這些訊息，這就是為什麼節食者經常被建議在吃飯前喝一杯水。麻省理工學院的工程師現在想出了一種利用這種現象的新方法，食用一種可在胃內振動的可消化膠囊。這些振動激活了與胃膨脹相同的拉伸感受器，產生了一種虛幻的飽足感。

研究人員發現，在進食前20分鐘給動物服用這種藥丸，不僅刺激了發出飽腹感信號的激素的釋放，還使動物的食物攝入量減少了約40%。研究人員說，科學家對影響人體體重的機制還有很多要了解的地方，但如果進一步的研究表明這項技術可以安全地用於人類，那麼這種藥丸可能會提供一種治療肥胖症的微創方法。

哈佛大學生物工程助理教授，20歲的Shriya Srinivasan博士說：「對於那些想減肥或控制食慾的人來說，它可以在每餐前服用，這可能真的很有趣，因為它將提供一種選擇，可以最大限度地減少我們在其他藥物治療中看到的副作用。”

Srinivasan是這項新研究的主要作者，該研究發表在今天的《科學進展》雜誌上。Giovanni Traverso是麻省理工學院機械工程副教授，也是布萊根婦女醫院的胃腸病學家，他是這篇論文的資深作者。

飽足感

當胃膨脹時，被稱為機械感受器的特殊細胞會感知到這種拉伸，並透過迷走神經向大腦發送訊號。因此，大腦刺激胰島素以及c肽、Pyy和GLP-1等荷爾蒙的產生。所有這些荷爾蒙共同作用，幫助人們消化食物，感覺飽腹，停止進食。同時，胃飢餓素(一種促進飢餓感的激素)的水平下降。

當Srinivasan還是麻省理工學院的研究生時，他對透過振動人工拉伸胃部的機械感受器來控制這個過程的想法產生了興趣。先前的研究表明，對肌肉施加振動會讓人產生一種感覺，即肌肉比實際拉伸得更遠。

Srinivasan說:“我想知道我們是否可以通過振動胃裡的拉伸感受器來激活它們，讓它們感覺到整個胃都在擴張，從而產生一種膨脹的錯覺，從而調節激素和飲食模式。”

在擔任麻省理工學院科赫綜合癌症研究所的博士後，Srinivasan與Traverso實驗室密切合作，該實驗室開發了許多口服藥物和電子設備的新方法。在這項研究中，Srinivasan與Traverso等一組研究人員設計了一種複合維生素大小的膠囊，其中包括一個振動元件。當這種由小型氧化銀電池供電的藥丸到達胃部時，酸性胃液會溶解覆蓋在膠囊上的膠膜，完成激活振動馬達的電子電路。

在一項動物研究中，研究人員發現，一旦藥丸開始振動，它就會激活機械感受器，透過刺激迷走神經向大腦發送訊號。研究人員追蹤了設備振動期間的荷爾蒙水平，發現它們反映了進食後的荷爾蒙釋放模式，即使動物空腹時也是如此。

然後，研究人員測試了這種刺激對動物食慾的影響。他們發現，在提供動物食物之前，當藥丸被激活約20分鐘後，它們消耗的食物平均比沒有激活藥丸時少40%。在服用振動藥丸期間，這些動物的體重增長速度也較慢。

「行為改變令人印象深刻，這是使用內源性系統而不是任何外源性治療。我們有潛力透過調節腸道神經系統來克服與生物藥物遞送相關的一些挑戰和成本，」Traverso說。

目前這種藥丸的設計是在進入胃後振動約30分鐘，但研究人員計劃探索使其在胃中停留更長的時間的可能性，在那裡它可以根據需要無線打開和關閉。在動物實驗中，藥丸在四、五天內通過消化道。

研究還發現，當藥丸在動物消化道內時，它們沒有表現出任何阻塞、穿孔或其他負面影響的跡象。

一種替代方法

研究人員說，這種藥丸可以為目前治療肥胖的方法提供另一種選擇。非醫療幹預，如飲食鍛煉，並不總是有效的，許多現有的醫療幹預是相當侵入性，創傷性的。其中包括胃繞道手術和胃球囊手術，由於安全考慮，這些手術在美國已不再廣泛使用。

GLP-1激動劑等藥物也可以幫助減肥，但大多數藥物都必須注射，對許多人來說，這是負擔不起的。Srinivasan表示，麻省理工學院膠囊的製造成本可以讓那些無法獲得更昂貴治療選擇的人使用。

「對許多人來說，一些更有效的治療肥胖的方法非常昂貴。在規模化生產的情況下，我們的設備可以在一個相當划算的價格點上生產，我很想看到這將如何改變全球衛生機構中人們的護理和治療，這些人可能無法獲得今天可用的一些更複雜或更昂貴的選擇。”

研究人員現在計劃探索擴大膠囊生產的方法，以便在人體中進行臨床試驗。這樣的研究對於更多地了解這種設備的安全性，以及確定飯前服用膠囊的最佳時間和需要服用的頻率都很重要。

論文的其他作者包括Amro Alshareef、Alexandria Hwang、Ceara Byrne、Johannes Kuosmann、Keiko Ishida、Joshua Jenkins、Sabrina Liu、Wiam Abdalla Mohammed Madani、Alison Hayward和Niora Fabian。

這項研究由美國國立衛生研究院、諾和諾德、麻省理工學院機械工程系、施密特科學獎學金和美國國家科學基金會資助。