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麻省理工学院工程师使用在实验室中生长的人类输尿管平滑肌细胞来鉴定有助于放松肌肉细胞的药物。
每年，超过500万美国人访问急诊室的肾结石问题。在大多数情况下，石头最终自己从身体中传出，但这个过程可能会令人痛苦的痛苦。
麻省理工学院和马萨诸塞州综合医院的研究人员现在已经设计了一种潜在的治疗方法，可以使肾结石更快，更痛苦。它们已经确定了两种药物的组合，这些药物放松输尿管的壁 - 将肾脏与膀胱连接的管子 - 并且可以直接用导管仪器递送到输尿管。
研究人员说，放松输尿管可以帮助石头更容易地移动管。
“我们认为这可能会显着影响肾结石疾病，这影响了数百万人，”MIT综合癌症研究所麻省理工学院科赫研究所的MIT科学与工程系的工程系，David H. Koch教授Michael Cima说，和该研究的高级作者。
这种治疗也可以使将支架插入输尿管进入输尿管中更容易，更痛苦，这有时在肾脏石头通过后进行，以防止管堵塞或塌陷。
克里斯托弗李，最近的博士。收件人在哈佛大学卫生科学和技术分工，是该研究的主要作者，目前（2019年12月2日）在自然生物医学工程中。
当地药物交付
肾结石是由硬晶体制成的，当尿液中存在过多的固体废物时，肾脏积聚在肾脏中，并且没有足够的液体洗掉。据估计，10人中大约有一个人的生命中有一个肾结石。
几年前，Cima和Brian Eisner，他在MGH中共同指导肾结石计划，也是本文的作者，开始思考改善肾结石治疗的方法。虽然一些较大的石头需要手术，但通常的治疗计划只是等待石头通过，平均需要10天。患者是给予止痛药以及口服药物，这意味着帮助放松输尿管，但研究已经提供了关于这种药物是否实际上有帮助的矛盾的证据。（没有FDA批准的肾结石和输尿管扩张的口腔疗法。）
CIMA和Eisner认为直接向输尿管携带肌肉松弛可能提供更好的替代品。通过肾结石的大部分疼痛都是从输尿管穿过狭窄管时从输尿管中的痉挛和炎症产生，因此在管周围的肌肉放松可以帮助缓解这段经文。
左右，李某，然后是麻省理工学院健康科学和技术方案的新学生，会见了CIMA，讨论可能的论文项目，并成为追求肾结石处理的可能性。
“如果你看看今天如何对待肾结石，它自1980年以来就没有真正改变，并且有一种非常大量的证据表明，给出的药物不太努力，”李说。“这可能有助于有多少人有助于真正令人兴奋的量。”
研究人员首先出发了识别在直接向输尿管交付时可能工作的药物。它们选择了18种药物，用于治疗高血压或青光眼的条件，并将其暴露在实验室菜单中生长的人类输尿管细胞，在那里他们可以测量药物放松了平滑肌细胞的程度。他们假设如果它们直接向输尿管递送此类药物，它们可以获得比口服递送这些药物更大的放松效果，同时最大限度地减少对身体其余部分的可能伤害。
“我们发现了几种具有我们预期的效果的药物，并且在各种情况下，我们发现如果在系统上提供有效所需的浓度是安全的，”Cima说。
接下来，研究人员使用密集的计算处理来分析药物暴露后近10亿细胞的松弛响应。他们确定了两种效果的药物，并且发现它们在一起时更好地工作。其中一个是硝苯地平，一种用于治疗高血压的钙通道阻断剂，另一个是一种称为岩石（Rho激酶）抑制剂的药物，其用于治疗青光眼。
研究人员用从猪中取出的输液中测试了各种剂量的药物组合，并表明它们可以显着降低输尿管的收缩频率和长度。实时猪的试验还表明治疗几乎消除了输尿管收缩。
对于这些实验，研究人员使用膀胱镜递送了药物，其与导管非常相似，但具有可以连接到照相机或透镜的小光纤通道。他们发现，通过这种类型的递送，药物在动物的血液中无法检测到，这表明药物仍然在输尿管的衬里中，并且没有在身体的其他地方进入，这将减少潜在副作用的风险。
输尿管松弛
研究人员说，需要更多的研究来确定肌肉放松效果持续的肌肉放松效果有多长，并且需要多少休闲放松。他们现在正在推出一个启动公司，流动性药物，继续开发技术在人类患者中进行的技术。
除了治疗肾结石之外，这种方法还可用于放松输尿管，帮助医生插入输尿管支架。当将任何其他类型的仪器（例如内窥镜）放入输尿管时，它也可能有助于帮助。
“平台对输送到输尿管。我们渴望首先靶向肌肉放松，并且作为上升，我们患有肾结石，输尿管支架和内窥镜手术，“李说。“我们有一堆其他泌尿理论，将通过不同的发展途径，但都可以被击中，所有人都有有意义的患者人口。”
参考：“通过克里斯托弗·X.李，Jaime H. Cheah，Christian K. Soule，Huiming Ding，Charles A. Whittaker，Kyle Karhohs，Aurora A. Burds，Kriti S. Subramanyam ，安妮E. Carpenter，Brian H. Eisner和Michael J. Cima，2019年12月2日，自然生物医学工程.DOI：
10.1038 / s41551-019-0482-4
该研究由MIT医疗工程学院和科学研究所提供资助，该研究所的技术创新MIT Deshpande Centura，Koch Institute支持（核心）批准，国家癌症研究所和国家卫生研究院。
