工程师们创造了一种新型胃气球,可以根据需要充气和放气,为那些可能不想考虑更具侵入性的手术,例如胃旁路手术,或对减肥药物反应不佳的个人提供了一种替代方案。
胃气球是充满空气或生理盐水的硅胶装置,放置在胃内,通过制造一种饱腹感来帮助控制食欲。然而,随着胃逐渐适应,这种感觉可能会随着时间的推移而减弱。
为了应对这个问题,麻省理工学院的工程师们开发了一种新的胃气球,能够根据需要调整其大小。在一项动物实验中,观察到饭前充气气球导致食物摄入量减少了60%。
根据研究人员的说法,这一创新的方法可能为那些不想接受更具侵入性的选择,或对减肥药物未见改善的人提供可行的替代方案。
麻省理工学院机械工程副教授、布里根妇女医院的胃肠病学专家、该研究的主要作者乔瓦尼·特拉维索解释说:“主要的想法是让气球在用餐前充气以抑制饥饿,然后在餐与餐之间放气。”
在2023年完成博士学位的贾子熙是今天在期刊Device上发表论文的主要作者。
一种可充气的气球
目前,在美国已批准使用生理盐水填充的胃气球。这些气球促进饱腹感,研究表明它们是有效的,但效果通常是短暂的。
特拉维索表示:“胃气球显示出最初的有效性,通常与减轻体重相关。然而,经过一段时间后,患者往往会恢复他们失去的体重。我们建议一个在饭前临时模拟饱腹感的系统可能会增强减肥效果。”
为了延续对患者的积极影响,研究小组专注于创建一个可以根据需要扩展或收缩的装置。他们开发了两个原型:一个是传统的充气和放气气球,另一个是具有四个可移动臂的机械装置,推压弹性外壳,施压于胃的内部。
在动物实验中,研究人员确定机械臂装置能够足够扩展以占据胃部,但最终选择推动气球概念。
特拉维索评论道:“我们认为气球将更好地分配压力,并且它可能是更安全的长期选择。”
新型胃气球看起来与标准胃气球类似,但通过腹壁的切口插入。它连接到一个固定在皮肤上的外部控制器,包含一个在需要时充气和放气的泵。插入过程将类似于为无法进食或饮水的患者放入喂养管。
特拉维索补充道:“例如,无法吞咽的人通过这种管道获得营养。我们从经验中知道,管子可以保持位置多年,这让我们对该系统的长期兼容性充满信心。”
减少食物摄入
在动物试验中,研究人员观察到在用餐前充气气球导致食物摄入量减少了60%。这些测试持续了一个月,但研究小组计划进行更长时间的研究,以确定这种减少是否会转化为实际的体重下降。
贾子熙指出:“传统胃气球的典型使用时间通常为六个月或更长,才会看到显著的减肥效果。我们将对我们的装置进行相似或更长时间的评估,以验证其有效性。”
如果获得人类使用的批准,这种新型胃气球可能为现有的肥胖治疗提供替代方案。其他肥胖治疗方法包括胃旁路手术、胃“缩缝”(减少胃容量的手术)以及如赛美特肽等GLP-1受体激动剂药物。
特拉维索称,胃气球可能是对手术不理想的患者或对减肥药反应不佳的患者的合适选择。
他解释道:“对某些无法接受手术或无法耐受药物的高风险患者,治疗选择非常有限。传统的胃气球仍在使用,但随着时间的推移可能效果会达到瓶颈,因此这可能有助于解决这一固有的缺陷。”
这项研究得到了麻省理工学院机械工程系、卡尔·范·塔瑟尔职业发展教授、惠特克健康科学基金奖学金、T.S.林奖学金和麻省理工学院本科生研究机会计划的支持,以及波士顿大学Yawkey资助的实习项目。