新药递送技术有望实现更精准的用药量

在过去四五年里，加州大学圣塔芭芭拉分校（UC Santa Barbara）的博士研究生威卢斯·费舍尔（Willus Fisher）在攻读研究生学位期间给学生们讲授药理学时，发现了一个持续存在的问题。

“每年，我都会重申静脉注射（IV）与口服药物在精确给药方面的利弊——口服药物无法很好地控制药物在血液中的浓度，”他说。“这个问题深深地印在了我的脑海里。”

这不是一个新问题；事实上，静脉注射给药为了达到更立即的效果是最好的方式，这是众所周知的。静脉注射为药物提供了直接进入血液的通道，绕过了胃肠道的阻碍，因此所需药物更少——并且在输注过程中可以实时测量和调整剂量。

但口服药物也有其优势：首先，它更方便，几乎不需要患者在椅子上等待。此外，它还避免了感染、血管损伤和血栓的风险。然而，一旦药物被吞下，药物就必须在消化系统中穿行，并且很难知道最终有多少药物会进入血液——而且一旦进入，就无法控制其浓度。每年，这种不精确性在美国导致约9000人死亡；造成130万患者不必要的伤害；并使医疗系统损失约400亿美元。

当费舍尔遇到生物分子科学与工程研究生项目的同学阿里亚·加塞米扎德（Aria Ghasemizadeh）时，他正在思考这些问题。加塞米扎德也是该项目中的一名博士研究生，由生物学教授西鲁斯·萨菲尼亚（Cyrus Safinya）指导。事实证明，加塞米扎德也在思考如何兼顾两者的优势——即口服药物的便利性和静脉注射的精确性。在野外医疗和搜救行动等医院可及性有限的情况下，快速且精确的药物输送能在不断变化的环境中减少一种不确定性。

“精确性和便携性。如果我们能将这两个要素结合到一个药物给药平台上，我们将掌握一项对野战医学和整个医学具有空前益处的技术，”加塞米扎德说。“这样，不仅医院外的人员能够按需获得药物，而且他们还能以医院级别的精确性获得药物。”

图片图片来源 Matt Perko Hikari联合创始人阿里亚·加塞米扎德（左）和威卢斯·费舍尔

幸运的是，他有一个想法：一种能够在需要时激活血液中原本孤立的药物分子，并无创监测药物激活情况的设备。

“他一开始描述这个系统，我就看到了一个改进了一千倍的静脉注射装置，”费舍尔说。从那时起，两人携手合作开发这样的设备，并通过加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）的技术管理项目（TMP）磨练他们的商业敏锐度。结果是开发出一种可穿戴设备，该设备能够持续监测和控制药物分子的浓度，从而优化注射或口服药物的效果，同时最大限度地减少副作用。为了将他们的发明推向市场，他们成立了公司 Hikari。

这项技术的关键在于光与药物捕获纳米粒子载体的结合。当可穿戴设备发出的光穿透皮肤照射到血液时，被纳米粒子包裹在血液中的药物分子会破裂，释放出足够浓度的药物以达到有效效果，但不会过量。另一方面，如果设备监测到血液中的药物浓度足够，那么任何过量的药物都会保持在纳米粒子内，并最终通过身体的排泄系统排出，而不会释放。

已经开发出类似技术，这些技术可以控制药物在体内的释放位置。费舍尔（Fisher）说：“如果你能在特定的生理部位实现载体的积累，你可以通过一些外部刺激将其激活，并在需要的地方释放药物。”他补充说，这对于实体瘤的化疗尤其有用。光启（Hikari，此处为假设的公司或项目名）结合了这种策略和可穿戴设备，以实现药物在全身的所需浓度，使其能够用于治疗实体瘤癌症以外的多种疾病。

其好处还不止于此。由于能够监测和规划血液中药物的释放，患者可以在临床上花费更少的时间，这可能会减少医疗费用并提高生活质量。与此同时，医院和诊所可以避免因剂量错误而产生的巨额成本，同时仍然提供高质量的患者护理。

这项有前景的技术仍处于起步阶段，但已经获得了技术管理计划（Technology Management Program）的赞誉，加塞米扎德（Ghasemizadeh）和费舍尔在技术管理计划年度新创企业竞赛（TMP’s annual New Venture Competition）的技术推动（Technology Push）类别中获得了第二名。奖金使他们得以建立实验室并购置设备。研究人员期待进一步开发该设备并最终将其推向市场。

在加州大学圣塔芭芭拉分校杂志（UC Santa Barbara Magazine）上阅读更多关于光启的内容。

“我所遇到的一切都可能成为雕塑专业学生创作的资源，”她说。在这场展览中，学生Love和Arroyo重新利用了Yasuda工作室的材料。Love的悬挂雕塑是用Yasuda从Hearts Therapeutic Equestrian Center收集来的旧皮革碎片和马鞍带制作的。“这件作品中皮革的使用与我的其他关于封闭和禁锢的作品相呼应，”Love说。作品标题《Workhorse (Kim gives Lara permission to goof off)》暗指了Love严谨的工作作风与她老师宽容的指导风格。

Arroyo的大型钩编作品《Bunky Mama》以Yasuda的旧木帆船命名，是用其锚绳制作的。“在那艘船上，她的女儿学会了走路，”Arroyo说，并提到她于2023年从Yasuda那里学会了钩编，这件作品让她想起了向教授学习这门手艺的时光。她还使用了来自继父和美术系铸造厂的各式各样的绳索，这些绳索都承载着各自的回忆。

图片来源  Miriam MacMillan的作品《Relic for the Modern Consumer/Reframed #5》（2024），包含山猫头骨、鹿颚骨、硼砂、金属丝和钢材

MacMillan的悬挂雕塑《Relic for the Modern Consumer》由动物标本剥制师提供的山猫头骨和鹿颚骨制成，形似时钟，标志着时间的流逝。“考虑到天主教遗物，它们包含圣人的骨头，被认为能带来奇迹般的治愈和信仰的灵感，”她说，“我思考着我们如何纪念那些触动我们生活的人的生命和死亡。”