“纳米乳”凝胶提供了一种通过皮肤传递药物的新方法

麻省理工学院的化学工程师们发明了一种新方法,可以制造出一种液体悬浮在另一种液体中的微小液滴,即纳米乳液。这类乳剂类似于你摇一摇油醋沙拉酱时形成的混合物,但液滴要小得多。它们的微小尺寸使它们能够在相对较长的时间内保持稳定。

研究人员还发现了一种方法,可以在液体纳米乳达到体温(37摄氏度)时,轻松地将其转化为凝胶,这可能有助于开发一种材料,可以在涂抹在皮肤上或注射到体内时提供药物。

“制药行业对纳米乳液作为一种提供小分子疗法的方式非常感兴趣。这可能是局部,通过摄入或喷洒到鼻子,因为一旦你开始进入几百纳米的大小范围可以更有效地渗透到皮肤,”罗伯特·t·海斯蓝Patrick Doyle说,化学工程教授和这项研究的资深作者。

在发表于6月21日《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项新研究中,研究人员研制出了稳定使用一年多的纳米乳液。为了证明这种乳剂在药物输送方面的潜在用途,研究人员表示,他们可以将布洛芬加入雾滴中。

麻省理工学院(MIT)前博士后赛义德•迈萨姆•哈什姆内贾德(Seyed Meysam Hashemnejad)是这项研究的第一作者。其他作者包括前博士后Abu Zayed Badruddoza,欧莱雅高级科学家Brady Zarket和前麻省理工学院暑期研究实习生Carlos Ricardo Castaneda。

能源减少

制作乳剂最简单的方法之一就是添加能量——例如,通过摇动沙拉酱,或者使用匀浆器来分解牛奶中的脂肪球。进入的能量越多,水滴就越小,也就越稳定。

纳米乳含有直径为200纳米或更小的液滴,不仅因为它们更稳定,而且它们的表面积与体积之比也更高,这使得它们能够携带更大的有效成分,如药物或防晒霜。

在过去的几年里,多伊尔的实验室一直在研究制造纳米乳液的低能耗策略,这可能使该工艺更容易适应大规模工业生产。

一种叫做表面活性剂的类似清洁剂的化学物质可以加速乳剂的形成,但是许多以前用于制造纳米乳剂的表面活性剂并没有得到fda的批准用于人体。多伊尔和他的学生选择了两种不带电的表面活性剂,这使得它们不太可能刺激皮肤,并且已经被fda批准作为食品或化妆品添加剂。他们还添加了少量聚乙二醇(PEG),这是一种用于药物传递的生物相容聚合物,可以帮助溶液形成更小的水滴,直径可达50纳米左右。

多伊尔说:“用这种方法,你根本不需要投入太多精力。”“事实上,一个缓慢搅拌棒几乎可以自发地产生这些超小的乳剂。”

在乳液形成之前,活性成分可以混合到油相中,所以它们最终会被装入乳液的液滴中。

一旦他们开发出一种使用无毒成分的低能量纳米乳剂,研究人员就增加了一个步骤,使乳剂在达到体温时可以很容易地转化为凝胶。他们将热敏聚合物poloxamers(或Pluronics)加入其中,实现了这一目标。这种聚合物已经获得了fda的批准,并在一些药物和化妆品中使用。

Pluronics包含了三个聚合物“块”:外层两个区域是亲水的,而中部区域略疏水。在室温下,这些分子溶于水,但与形成乳剂的水滴没有多少相互作用。然而,当加热时,疏水区域附着在液滴上,迫使它们更紧密地聚集在一起,形成果冻状的固体。这个过程发生在加热乳剂到必要温度的几秒钟内。

麻省理工学院的化学工程师发明了一种将液体纳米乳转化为固体凝胶的方法。当液滴进入温水中时,这些凝胶(红色)几乎是瞬间形成的。

可调性能

研究人员发现,他们可以通过改变乳液液滴的大小、添加到乳液中的多元态的浓度和结构来调整凝胶的性质,包括材料变成凝胶的温度。它们还可以改变弹性和屈服应力等特性,这是一种测量需要多大的力来传播凝胶的方法。

Doyle现在正在探索将多种活性药物成分加入这种凝胶的方法。这些产品可以用于局部药物治疗,帮助治愈烧伤或其他类型的伤害,或者可以注射形成一个“药物库”,在体内凝固,并在较长时间内释放药物。多伊尔说,这些液滴还可以制成足够小的液滴,用于鼻腔喷雾剂,提供可吸入药物。

对于化妆品的应用,这种方法可以用来制造保湿霜或其他产品,更稳定的货架和感觉更光滑的皮肤。

这项研究由欧莱雅资助。

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在印度的贫困工薪阶层中,节制可能会增加储蓄

麻省理工学院(MIT)经济学家对印度低收入工人进行的实地实验表明,试图保持清醒并不会改变一些工人的收入,但确实会增加他们的储蓄。

这项实验的参与者是印度东海岸城市钦奈的一大批黄包车司机。实验得出了一些有趣的结果,并详细描绘了发展中国家饮酒对低收入工人的影响。

在这项研究中,工作人员为保持清醒提供了金钱奖励,从而减少了他们白天的饮酒量。虽然这对他们的收入没有明显影响,但他们的储蓄却激增了50%以上,表明他们的消费习惯发生了总体变化。

除了研究酒精对收入和储蓄的影响,该研究还显示,许多员工非常重视清醒:他们更愿意获得更少的收入,以换取定期(但更少)的经济回报,以保持清醒。

“工人们愿意放弃钱为了提供自己激励未来的清醒,“弗兰克Schilbach说,麻省理工学院的经济学教授助理,教师联盟和麻省理工学院阿卜杜勒·拉蒂夫·贾米尔贫困行动实验室,和一篇新论文的作者详细说明实验的结果。

Schilbach补充说:“这些选择在很大程度上揭示了与饮酒有关的自我控制问题,这比我们在锻炼或吸烟等其它领域发现的要严重得多。”“这些员工希望在未来改变自己的行为。”

Schilbach的论文《酒精与自我控制:印度的一个实地实验》发表在《美国经济评论》上。

宁愿选择一条路也不愿清醒

这项研究的动力来自发展经济学家希尔巴赫(Schilbach)在另一个项目中对印度贫困家庭进行的采访。2014年,他对金奈1227名低收入工人进行了调查。约76%的受访者称他们在前一天饮酒。

2014年,该实验本身包括对229名黄包车司机进行的为期三周的研究。(印度仍有一些人力三轮车,工人们用小型轮式车辆拉乘客。)Schilbach把工人分成三组。一些人因为保持清醒而获得了金钱奖励;另一些人则得到无条件的报酬,不管他们是否清醒;第三组可以选择他们采取的方法。参与者接受了酒精测试来评估他们的消费水平。

实验结果显示,白天的饮酒量下降了13个百分点,不过一些参与者自我报告说,他们把白天的饮酒量调到了晚上,因此总体消费量没有变化。在研究期间,司机的收入并没有发生显著的变化,这是Schilbach没有预料到的。

Schilbach说:“也许令人惊讶的是,我没有发现对分娩结果有影响的证据。

然而,储蓄的增长是显著的,尤其是因为它超过了酒精消费的任何下降。这表明,至少一些员工发现,清醒会导致更谨慎的消费习惯。

Schilbach说:“清醒对储蓄的影响不仅仅是拥有更多的钱所带来的机械效应。”

此外,该研究还显示,人们对能够帮助员工保持清醒的项目有着巨大的需求。实际上,超过三分之一的研究参与者更愿意因为保持清醒而获得较小的奖励,而不是获得与清醒无关的较大奖励。

参与研究的人力车工人平均每天挣300到500卢比,约合5到8美元;那些选择戒酒奖励制度的人每天愿意放弃大约30卢比。

“人们愿意支付的金额相当大,”Schilbach指出。“他们愿意放弃约10%的日常收入。”

正如Schilbach所指出的,研究结果表明,重度饮酒者自己也可能更喜欢对酒精征收更高的税,因为这可能有助于他们在未来减少饮酒。

喝酒是为了工作

总的来说,Schilbach说,这项研究帮助我们更好地理解一些蓝领工人饮酒和工作之间的完整关系。他观察到,对于黄包车司机来说,喝酒可能有助于他们完成工作。

Schilbach说:“工作的本质就是,酒精可能在某些方面对某些人有帮助。”“人们告诉你他们喝酒的两个主要原因是,一是身体疼痛,二是他们已经喝了很多年了,现在很难戒掉。黄包车是一项很辛苦的工作。这是一项非常艰苦的工作,是一项痛苦的工作。这在低收入人群中是一个更普遍的问题。”

这项研究是Schilbach正在进行的一项更广泛的研究议程的一部分,旨在更好地了解世界各地穷人的心理生活以及他们所面临的问题,包括酒精消费、睡眠不足和抑郁症。他指出,这些问题和有关问题没有得到广泛的研究,甚至没有与贫困工人生活的其他因素相比较。

Schilbach很乐意地指出,这个实验只是量化研究这些复杂社会问题的第一步。

Schilbach说:“你可以把这项工作看作是试图分析发展中国家的酒精使用和滥用的一个开端,而总的来说,这是一个尚未得到充分研究的课题。”“我认为还有很多需要研究和学习的地方,希望能够改善政策。”

这项研究得到了韦斯家族发展经济学研究基金、经济应用与政策实验室、华宝基金、不平等与社会政策项目、潘兴广场人类行为基础研究风险基金以及一位匿名捐赠者的资助。

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致力于社会变革的数据科学家

梅森·格里姆肖(Mason Grimshaw)在南达科他州玫瑰花蕾苏族印第安人保留地(Rosebud Sioux Indian Reservation)长大,但在高中时搬到了拉皮德城(Rapid City)接受更好的教育。到了申请大学的时候,他跳上网络,在谷歌中输入“最好的工程学校”,然后申请了两个地方:麻省理工学院(MIT)和他父亲的母校南达科他州矿业与技术学院(South Dakota School of Mines and Technology)。他两所大学都被录取了,但当他进入学院时,他父亲坚持要他去。

然而,这并不是一个容易的决定。格里姆肖对离开自己的社区感到内疚,他说每个人都互相帮助。搬到拉皮德城对他来说已经够困难的了,因为他家90%的人都住在保留地。来到剑桥是一个更大的进步,但他的家人鼓励他抓住这个机会。

“我真的不想离开家,因为那对我来说是一个如此强大的社区。我想,如果我真的离开,只有在我能得到尽可能好的教育的情况下,我才会觉得值得,”他说。

格里姆肖现在是麻省理工斯隆管理学院(MIT Sloan School of Management)的研究生,正在攻读商业分析硕士(MBAn)学位。

纵观全局,格里姆肖希望将编程带到Rosebud。他的终极梦想是开一家软件或网络开发咨询公司,在那里他可以教授社区成员计算机科学技能,而他们反过来又可以教授其他人。他希望通过这项业务,他可以为社区的人们提供足够的技术技能,使他们能够在没有他的帮助下独自维持公司的运营。这是一个长期的目标,但格里姆肖的目标很高。

发现数据

在麻省理工学院获得商业分析学士学位后,格里姆肖将MBAn视为自然的下一步。该课程教授学生应用数据科学、编程、机器学习和优化技术来提出业务解决方案。

“因为我在本科的时候做过,我觉得这东西很酷。你可以预测未来,帮助任何人做出更好的决定。如果我想成为那个帮助人们做出重要决定、改变人们生活的人,我想确保自己做好了尽可能多的准备。”格里姆肖说。

令人惊讶的是,在来到麻省理工学院之前,格里姆肖连一行代码都没有写。事实上,他上大学时打算学习机械工程。但是在他大一的时候,他的朋友在一门计算机科学课的作业上遇到了一些问题,所以他决定帮助他解决这个问题。

格里姆肖说,这份工作很有趣,编程对他来说很自然。最终,他放弃了机械工程的追求,开始学习计算机科学。后来他转了专业,把他的计算机科学教育应用到商业分析上。

作为他的MBAn项目的一部分,他必须完成一个分析顶石(analytics capstone)项目,在这个项目中,学生们与赞助商组织合作,为特定的问题创建数据驱动的解决方案。格里姆肖和他的项目合作伙伴阿迈勒·拉尔将于今年夏天与马萨诸塞湾交通管理局(MBTA)合作,使MBTA的门到门辅助运输服务Ride更高效。

把生意带到看不见的地方

格里姆肖目前还在协助麻省理工学院斯隆管理学院高级讲师安加里·萨斯特里为南非非盈利机构RLabs撰写案例研究报告。RLabs希望通过向贫困的南非社区提供商业培训和咨询来激发人们的希望。格里姆肖喜欢这个组织的使命,他希望RLabs的案例能给他一些想法,让他知道如何将希望和创新带到他自己的社区。

这个非营利组织在一定程度上激发了格里姆肖对玫瑰花蕾未来的一些抱负。这也促使他考虑其他的方式来投资或回报那些不一定关注金钱的社区。他说,有些人比他们更需要钱,更需要一个住处或食物。

评估这些情况并开发业务模型,以满足作为支付形式的更迫切的需求,这可能是传统薪酬之外的一种独特的选择。格里姆肖强调,金钱补偿仍然很重要,但对社区内的特定需求作出反应也有价值。

“这是一个微妙的界线。你不能只是说,‘这些人一无所有,所以他们应该高兴有个栖身之所。我当然不想这么做,但价值观和人们看重的东西是不同的。格里姆肖说:“利用这一点让你的企业更具可持续性,这很有意思。”

格里姆肖来自托德县,该地区曾被列为美国最贫穷的地区之一。他希望向企业证明,在被忽视的领域投资是可能的,也是值得的。他说,在他的研究领域里,很多案例研究都没有涉及新兴世界或农村地区的故事。他想要证明,通过创造性思维和解决问题,公司可以在这些地方工作,创造就业机会,帮助人们摆脱贫困。

家庭向前

除了学习,格里姆肖大部分时间都花在妻子和5个月大的儿子奥古斯丁身上。当他谈到他们时,他的脸亮了起来。

他的妻子朱莉娅(Julia)对帮助他人也很有热情,在波士顿的老年生活辅助机构黑尔之家(Hale House)担任活动助理总监。他们俩一起长大,希望在格里姆肖完成他的MBAn后能把家搬到离家更近的地方。现在,他们在波士顿最喜欢做的事情是去公共花园(格里姆肖说,奥古斯丁喜欢草地),在芬威品尝美味的汉堡,以及在家观看“英国烘焙大赛”。

他还继续参加美国印第安人科学与工程学会(AISES),他在本科时加入了该学会。2014年,格里姆肖来到麻省理工学院时,学校的成员还很少,虽然人数不多,但他对学校的发展充满热情。

“这很酷,因为当我来到这里的时候,我们有四个人,运气好的时候是第五天。我还是会去开会。我现在去的时候,总是有10个人,有时多达12或15人,看到它增长得如此之快,真是太棒了,”他说。

虽然大多数进入他的领域的人可能会选择硅谷或其他沿海地区,格里姆肖宁愿把他的技能集在离家更近的地方。他不一定会搬回玫瑰花蕾;在一个合理的驾驶距离内更有可能。他想到的是丹佛,那里的科技产业前景一片光明,但没有什么是一成不变的。无论他最终在哪里,如果一家公司有兴趣通过数据帮助他人,梅森•格里姆肖(Mason Grimshaw)都会在这里提供帮助。

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