目前，针对食道疾病的治疗选项非常有限。由于药物直接送达食道的困难，患者通常只能使用全身性药物，可能引发不良副作用。
为了克服这一挑战，麻省理工学院的工程师们开发了一种类似凝胶的口服药物制剂，能够在吞咽后覆盖食道黏膜，促进药物穿透组织。这种制剂包含水凝胶和其他促进快速药物吸收的关键成分，可能用于输送包括用于治疗多种自身免疫疾病的抗体（如英夫利昔单抗）或其他类型的抗体及小分子药物。
“许多食道疾病患者的治疗选择非常有限，开发靶向该部位的药物也很困难。我们希望这个平台能帮助开发更有效的系统，帮助这些患者，”麻省理工学院机械工程副教授、布里根和妇女医院的胃肠病学家Giovanni Traverso说道。
食道最常见的疾病之一是嗜酸性食管炎，这是一种由食物过敏引起的炎症，导致食道收缩，影响吞咽。克罗恩病也可以引起食道炎症。这些疾病通常通过全身性药物治疗，包括英夫利昔单抗，这是一种中和肿瘤坏死因子α（TNF-alpha）的抗体。然而，这种药物是免疫抑制剂，可能导致感染和其他健康问题的风险增加。
直接将药物输送到食道组织可以减少这些副作用，但由于药物口服后迅速通过食道，这一过程本身极具挑战性。
研究人员设计了一个模拟食道结构的筛选系统，以识别能够增加食道细胞通透性的分子。该系统包含夹在两块垂直板之间的食道组织，药物制剂可以从顶部倒入，模拟口服摄入。研究人员测量了药物通过组织的量，并收集在其中一块板上的药物。
在测试了约100种不同的化合物后，研究人员找到了几种最佳候选物，并发现最有效的组合是一对胆盐，分别为氨基去氧胆酸钠和胆酸钠。这些盐似乎能协同作用，松动细胞间的连接，降低药物分子的进入障碍。
研究人员将这些胆盐添加到一种多糖衍生的水凝胶中，该水凝胶具有粘稠的特性，可以轻轻覆盖食道内壁。
动物实验显示，该制剂能够有效地将英夫利昔单抗输送至食道。研究发现，细胞间连接的松动是暂时的，细胞在三天内恢复正常。这种输送方式可能帮助避免患者在全身性使用英夫利昔单抗时经历的副作用。
研究人员表示：“如果我们能够实现靶向输送，就能减少这些免疫抑制剂的全身副作用。”
研究团队目前正在进一步优化该制剂，以便进行潜在的人体测试。一个关键目标是确保凝胶在足够长的时间内附着以输送药物，但又不会导致患者不适。
研究人员还在探索将这种方法用于输送其他类型药物的可能性。
“这是一个推动食道药物输送系统开发的平台，以前由于缺乏相应工具，这种开发是不可能的，”Traverso补充道。该研究得到了卡尔·范·塔塞尔职业发展教授席、麻省理工学院机械工程系、布里根和妇女医院胃肠病学部门及美国先进研究项目局（ARPA-H）的资助。