2023年，超过10万美国人死于阿片类药物过量。拯救服药过量的人最有效的方法是服用一种叫做纳洛酮的药物，但第一反应者或旁观者并不总是能及时到达服药过量的人身边。

麻省理工学院和布里格姆妇女医院的研究人员开发了一种新设备，他们希望能帮助消除这些延误，并有可能挽救过量服药者的生命。这个装置只有口香糖大小，可以植入皮肤下，监测心率、呼吸频率和其他生命体征。当它确定过量发生时，它会迅速泵出一剂纳洛酮。

在发表在《设备》杂志上的一项研究中，研究人员表明，该设备可以成功逆转动物的过量用药。随着进一步的发展，研究人员设想这种方法可以提供一种新的选择，帮助预防高风险人群的过量死亡，比如已经过量生存的人。

麻省理工学院机械工程副教授、布里格姆妇女医院的胃肠病学家、该研究的资深作者乔瓦尼·特拉弗索(Giovanni Traverso)说:“这可以真正解决药物滥用和阿片类药物依赖人群中一个重要的未满足需求，以帮助减轻过量用药，最初的重点是高危人群。”

植入式装置

纳洛酮是一种阿片类拮抗剂，这意味着它可以与阿片类受体结合，阻断其他阿片类药物的作用，包括海洛因和芬太尼。这种药物可以通过注射或鼻腔喷雾剂的方式给药，在服用后几分钟内就能恢复正常呼吸。

然而，许多人在服用过量药物时是孤独的，并且可能无法及时得到帮助来挽救他们的生命。此外，随着新一波更强效的合成阿片类药物席卷美国，阿片类药物过量可能会更快发作，而且难以预测。为了克服这个问题，一些研究人员正在开发可穿戴设备，可以检测过量的纳洛酮并给药，但这些设备尚未被证明是成功的。麻省理工学院/BWH团队着手设计一种可植入设备，它体积更小，可以将纳洛酮直接注射到皮下组织中，并且无需患者记住佩戴它。

研究人员发明的设备包括可以检测心率、呼吸频率、血压和血氧饱和度的传感器。在一项动物研究中，研究人员使用传感器来测量所有这些信号，并确定它们在过量服用芬太尼时是如何变化的。这导致了一种独特的算法，提高了设备的灵敏度，以准确检测阿片类药物过量，并将其与其他呼吸减少的情况(如睡眠呼吸暂停)区分开来。

这项研究表明，芬太尼首先会导致心率下降，随后是呼吸减慢。通过测量这些信号的变化，研究人员能够计算出纳洛酮应该被触发的点。

“开发一种工程解决方案以防止过量死亡的最具挑战性的方面是同时解决患者的依从性和采用新技术的意愿，消除耻辱感，最大限度地减少假阳性检测，并确保解毒剂的快速交付，”Huang说。“我们提出的解决方案解决了这些未满足的需求，通过开发一种小型机器人植入物，配备了多传感模式、连续监测能力、机载决策和创新的微泵机制。”

该设备还包括一个可以携带10毫克纳洛酮的小储存器。当检测到过量时，它会触发一个泵，喷出纳洛酮，在大约10秒内释放。

在他们的动物研究中，研究人员发现，这种药物管理可以在96%的情况下逆转过量服用的效果。

“我们创造了一个闭环系统，可以感知阿片类药物过量的开始，然后释放解毒剂，然后你看到恢复。”

防止过量

研究人员设想，这项技术可以用来帮助那些服用过量药物风险最高的人，首先是那些曾经服用过量药物的人。他们现在计划研究如何使该设备尽可能方便用户使用，研究诸如植入的最佳位置等因素。

“解决阿片类药物流行的一个关键支柱是在关键风险时刻向个人提供纳洛酮。我们对这款设备的愿景是将其整合到一系列减少伤害的策略中，以有效、安全地提供纳洛酮，防止阿片类药物过量死亡，并为阿片类药物使用障碍患者提供支持。”

研究人员希望在未来三到五年内能够在人类身上测试这种设备。他们现在正致力于进一步小型化设备，并优化车载电池，目前该电池可以提供大约两周的电力。

这项研究是由诺和诺德、布里格姆妇女医院的麦格劳家庭基金会和麻省理工学院机械工程系资助的。