工程师开发出一种振动可摄入的胶囊可能有助于治疗肥胖

当你吃一顿大餐时，你的胃会向你的大脑发送信号，产生饱腹感，这有助于你意识到是时候停止进食了。充满液体的胃也可以发送这些信息，这就是为什么节食者经常被建议在吃饭前喝一杯水。

麻省理工学院的工程师现在想出了一种利用这种现象的新方法，即使用在胃内振动的可摄入胶囊。这些振动会激活感知胃扩张的相同拉伸感受器，从而产生一种虚幻的饱腹感。

研究人员发现，在进食前 20 分钟服用这种药丸的动物中，这种治疗不仅刺激了表示饱腹感的激素的释放，而且还使动物的食物摄入量减少了约 40%。研究人员表示，关于影响人体体重的机制，科学家们还有很多东西需要了解，但如果进一步的研究表明这项技术可以安全地用于人类，那么这种药丸可能会提供一种治疗肥胖的微创方法。

“对于想要或控制食欲的人来说，可以在每餐前服用，”前麻省理工学院研究生和博士后、现任哈佛大学生物工程助理教授、20 届博士生 Shriya Srinivasan 说。“这可能非常有趣，因为它将提供一种选择，可以最大限度地减少我们在其他药物治疗中看到的副作用。”

斯里尼瓦桑是这项新研究的主要作者，该研究发表在今天的 《科学进展》杂志上。麻省理工学院机械工程系副教授、布莱根妇女医院胃肠病学家乔瓦尼·特拉维索 (Giovanni Traverso) 是该论文的资深作者。

一种充实感

当胃膨胀时，称为机械感受器的特殊细胞会感觉到拉伸并通过迷走神经向大脑发送信号。结果，大脑刺激胰岛素以及 C 肽、Pyy 和 GLP-1 等激素的产生。所有这些激素共同作用，帮助人们消化食物、产生饱腹感并停止进食。与此同时，胃饥饿素(一种促进饥饿的激素)的水平下降。

当斯里尼瓦桑还是麻省理工学院的研究生时，他对通过振动人为拉伸胃内的机械感受器来控制这一过程的想法产生了兴趣。之前的研究表明，施加到肌肉上的振动会让人感觉肌肉比实际拉伸得更远。

斯里尼瓦桑说：“我想知道我们是否可以通过振动胃中的拉伸感受器并让它们感知到整个胃已经扩张来激活它们，从而产生一种幻觉的膨胀感，从而调节激素和饮食模式。”

作为麻省理工学院科赫综合癌症研究所的博士后，斯里尼瓦桑与特拉维索的实验室密切合作，该实验室开发了许多口服药物和电子设备的新方法。在这项研究中，斯里尼瓦桑、特拉维索和一组研究人员设计了一种复合维生素大小的胶囊，其中包含一个振动元件。当由小型氧化银电池供电的药丸到达胃部时，酸性胃液会溶解覆盖胶囊的凝胶膜，从而完成激活振动电机的电子电路。

在一项动物研究中，研究人员表明，一旦药丸开始振动，它就会激活机械感受器，通过刺激迷走神经向大脑发送信号。研究人员追踪了设备振动期间的激素水平，发现它们反映了餐后看到的激素释放模式，即使动物禁食时也是如此。

研究人员随后测试了这种刺激对动物食欲的影响。他们发现，当药丸被激活大约 20 分钟后，在给动物提供食物之前，它们的摄入量平均比未激活药丸时减少 40%。在使用振动药丸治疗期间，动物的体重增长也更慢。

“行为改变是深远的，这是使用内源性系统而不是任何外源性治疗。我们有潜力通过调节肠神经系统来克服与生物药物输送相关的一些挑战和成本，”Traverso 说。

当前版本的药丸设计为到达胃后振动约 30 分钟，但研究人员计划探索使其在胃中停留更长时间的可能性，并可以打开和关闭它根据需要以方式。在动物研究中，药丸在四五天内通过消化道。

研究还发现，当药丸在动物的消化道中时，动物没有表现出任何阻塞、穿孔或其他负面影响的迹象。

另一种方法

研究人员表示，这种药物可以为目前治疗肥胖症的方法提供一种替代方案。饮食锻炼等非医疗干预措施并不总是有效，而且许多现有的医疗干预措施具有相当的侵入性。其中包括胃绕道手术以及胃气球，出于安全考虑，这些手术在已不再广泛使用。

GLP-1激动剂等药物也可以帮助，但大多数都必须注射，而且对许多人来说是负担不起的。斯里尼瓦桑表示，麻省理工学院胶囊的制造成本可以让那些无法获得更昂贵治疗选择的人也能使用。

“对于很多人来说，一些更有效的肥胖疗法非常昂贵。从规模上看，我们的设备可以以相当划算的价格生产，”她说。“我很想看看这将如何改变全球卫生环境中人们的护理和治疗，这些人可能无法获得当今一些更复杂或更昂贵的选择。”

研究人员现在计划探索扩大胶囊生产规模的方法，这可以使人体临床试验成为可能。此类研究对于更多地了解该设备的安全性以及确定饭前吞咽胶囊的最佳时间以及需要服用的频率非常重要。

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