患有1型糖尿病且沒有胰島素泵的普通人每年要在腹部注射700到1000次胰島素。患有激素紊亂性肢端肥大癥的人每月要去看一次醫生，接受一次疼痛的臀部肌肉注射治療。患有多發性硬化癥的人可能會每周注射三次干擾素β藥物以減緩病情，需要在手臂、腿部和背部之間不斷變換注射部位。

擁有400多項專利的醫學發明家米爾·伊姆蘭（Mir Imran）在過去的七年里一直在研究一種替代方法來遞送如上述病癥所用的大分子藥物。他的解決方案是一種不同尋常的“機器人”藥丸。最近在人體上對這種叫做RaniPill的機器人藥丸進行了測試。

RaniPill膠囊在工作原理上像一個微型的魯布·戈德堡（Rube Goldberg）裝置：被吞下之后，膠囊行進到腸道中，在那里，其外殼會溶解，兩種化學物質發生混合而產生的氣體使氣囊充氣，推動針頭刺穿腸壁將藥物送入血液之中。

很簡單，是吧？

這可能并不簡單，但到目前為止，它運轉得不錯：伊姆蘭的公司，總部位于圣何塞的Rani Therapeutics公司剛剛宣布成功完成了對該藥丸的第一次人體試驗——一項20人參加的試驗顯示，未放入藥物的膠囊版本（大約是魚油丸的大小）耐受性好，易于吞咽，并可安全地通過胃和腸道。

RaniTherapeutics公司董事長兼首席執行官伊姆蘭說：“吞下膠囊和將其排出方面，都沒有什么問題，最重要的是，氣囊充氣和放氣時沒有任何感覺。”

該公司稱，在進行人體試驗之前，他們進行了100多次動物實驗，測試了1000多個裝有各種類型大分子藥物（如胰島素和修美樂）的膠囊。

圖片來源：Rani Therapeutics公司

RaniPill膠囊（用紅色標注了其輪廓），正在從胃部向腸道移動。

RaniPill的外層是由一種特殊的涂層構成的，它能保護藥丸免受胃酸的侵蝕。然后，當藥丸被推入腸道，pH值上升到6.5時，涂層會溶解，釋放出一個癟的生物相容性聚合物氣囊。

當氣囊暴露在腸道環境中時，其內部由糖構成的一個小夾點會溶解，導致夾點兩側的兩種化學物質混合并產生二氧化碳。這種氣體會使氣囊膨脹，充氣的氣囊產生的外推壓力會將一個裝有藥物的可溶解的微針推入腸壁。人體腸道缺乏敏銳的痛覺感受器，所以微針注射是無痛的。

然而，該公司所進行的動物實驗表明，腸壁上確實有很多很多的血管，所以藥物很快就被吸收到血液中。微針本身則會溶解。

最近完成的這次人體試驗沒有在微針中裝填藥物，但計劃于今年開始的下一次試驗將使用裝填了奧曲肽（一種給激素紊亂性肢端肥大癥患者施用的藥物）的微針。

已完成的這次試驗中包括10位吞下膠囊前吃過東西的人和10位禁食的人。參與者吞下膠囊后，可以自由走動并舉止如常，他們每隔30分鐘需要停下來拍一次X光片以追蹤膠囊位置和狀態。

根據伊姆蘭的說法，受試者說這種藥丸很容易吞咽。他說他自己已經吞下了“不少”藥丸，其中一些是不喝水吞下去的。除了需要更長的時間才能從吃過東西的人的胃里穿過去之外，食物似乎并沒有影響藥丸的表現。參與者在1-4天內排出了氣囊的殘余部分。

伊姆蘭稱這個裝置為機器人，盡管它沒有使用電子部件，也沒有使用金屬。伊姆蘭說：“盡管它沒有大腦，也沒有電子元件，但它通過材料科學和人體化學之間的相互作用運轉了起來。它可以自動執行單一的機械功能。”

對于RaniPill膠囊的下一個版本，伊姆蘭和他的團隊正在開發用在氣囊中的微型無線傳感器。在使用時，傳感器可以發送藥物已經遞送的無線信號，使得醫生可以監測患者的依從性，而患者如果忘記了用藥，則他會收到一條提醒短信。

Rani Therapeutics公司已經與諾華制藥公司和剛剛被武田制藥公司收購的夏爾制藥公司建立了合作關系，測試使用該平臺來遞送各種藥物。