工程师们开发了一种振动的、可摄入的胶囊，可能有助于治疗肥胖症

当你吃一顿大餐时，你的胃会向你的大脑发送信号，产生一种饱腹感，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，这就是为什么经常建议节食者在进食前喝一杯水。

麻省理工学院的工程师们现在想出了一种利用这种现象的新方法，即使用一种在胃内振动的可摄入胶囊。这些振动会激活相同的拉伸感受器，这些感受器会在胃膨胀时感知到，从而产生一种虚幻的饱腹感。

在进食前20分钟服用这种药丸的动物中，研究人员发现，这种治疗不仅刺激了发出饱腹感信号的激素的释放，而且还使动物的食物摄入量减少了约40%。研究人员说，科学家们对影响人体体重的机制还有更多了解，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症的微创方法。

“对于想要减肥或控制食欲的人来说，可以在每餐前服用，”Shriya Srinivasan博士说，他是前麻省理工学院的研究生和博士后，现在是哈佛大学生物工程助理教授。“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。

Srinivasan是这项新研究的主要作者，该研究今天发表在 《科学进展》上。麻省理工学院机械工程副教授、布莱根妇女医院胃肠病学家乔瓦尼·特拉弗索（Giovanni Traverso）是该论文的资深作者。

饱腹感

当胃膨胀时，称为机械感受器的特殊细胞会感觉到这种拉伸，并通过迷走神经向大脑发送信号。因此，大脑会刺激胰岛素以及 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、感到饱腹感并停止进食。与此同时，生长素释放肽（一种促进饥饿的激素）的水平下降。

在麻省理工学院读研究生时，Srinivasan对通过振动人工拉伸胃部机械感受器来控制这一过程的想法产生了兴趣。先前的研究表明，施加在肌肉上的振动可以引起一种感觉，即肌肉比实际伸展得更远。

“我想知道我们是否可以通过振动它们并让它们感知到整个胃已经扩张来激活胃中的拉伸感受器，从而产生一种虚幻的膨胀感，可以调节激素和饮食模式，”Srinivasan说。

作为麻省理工学院科赫综合癌症研究所的博士后，Srinivasan与Traverso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，Srinivasan，Traverso和一组研究人员设计了一种与多种维生素大小差不多的胶囊，其中包括一个振动元件。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状膜，从而完成激活振动电机的电子电路。

在一项针对动物的研究中，研究人员表明，一旦药丸开始振动，它就会激活机械感受器，机械感受器通过刺激迷走神经向大脑发送信号。研究人员跟踪了设备振动期间的激素水平，发现它们反映了饭后激素释放模式，即使动物禁食也是如此。

然后，研究人员测试了这种刺激对动物食欲的影响。他们发现，当药丸被激活约20分钟时，在向动物提供食物之前，它们的平均消耗量比未激活药丸时少40%。这些动物在接受振动丸治疗期间体重增加得更慢。

“行为变化是深刻的，那就是使用内源性系统而不是任何外源性治疗。我们有可能通过调节肠道神经系统来克服与生物药物递送相关的一些挑战和成本，“Traverso说。

目前版本的药丸被设计为在到达胃部后振动约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，在那里它可以根据需要无线打开和关闭。在动物研究中，药丸在四五天内通过消化道。

该研究还发现，当药丸进入消化道时，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

研究人员说，这种类型的药丸可以为目前治疗肥胖症的方法提供另一种选择。节食、运动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都相当具有侵入性。其中包括胃旁路手术，以及胃球囊，由于安全问题，这些手术在美国不再广泛使用。

GLP-1激动剂等药物也可以帮助减肥，但大部分必须注射，很多人负担不起。根据Srinivasan的说法，麻省理工学院胶囊的制造成本可以使那些无法获得更昂贵治疗方案的人能够使用它们。

“对于很多人群来说，一些更有效的肥胖疗法非常昂贵。在规模上，我们的设备可以以相当具有成本效益的价格制造，“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，他们可能无法获得当今可用的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制造规模的方法，这可以使人体临床试验成为可能。这些研究对于更多地了解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多久给药一次非常重要。

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

该研究由美国国立卫生研究院、诺和诺德、麻省理工学院机械工程系、施密特科学奖学金和美国国家科学基金会资助。