Forskere søger at forbedre lægemiddellevering med hydrogeler

Forskere i Japan har udviklet en teknik, der gør det muligt for dem at kontrollere og målrette lægemiddellevering til bestemte steder i kroppen på bestemte tidspunkter, dermed reducere bivirkninger og forbedre behandlingen dramatisk. Resultaterne blev offentliggjort for nylig i tidsskriftet Videnskab og teknologi af avancerede materialer .

Bedre kontrol over leveringen af ​​lægemidler til bestemte steder i kroppen på bestemte tidspunkter ville reducere uønskede bivirkninger og forbedre den medicinske behandling dramatisk. 'Smarte' polymerer er lovende materialer til at kontrollere lægemiddellevering, da de ændrer deres egenskaber som reaktion på specifikke stimuli. Imidlertid, de kræver normalt kontinuerlig stimulering for at opretholde disse ændringer. Nu, forskere ledet af Takao Aoyagi ved MANA, National Institute for Materials Science, Japan, har udviklet en tilgang, der kunne tillade mere subtil kontrol og timing af lægemiddellevering.

Den nye teknik bruger hydrogeler, som er en type 'smart' polymer lavet af vandopløselige langkædede molekyler. Holdet viste først, at de kunne kontrollere surhedsgraden inde i en hydrogel ved at fylde den med en forbindelse kaldet o-NBA. Dette frigiver protoner, som øger surhedsgraden, ved bestråling med UV-lys. Når o-NBA-ladet hydrogel blev bestrålet, surhedsgrad øget indeni; hvis kun en del af gelen blev bestrålet, surheden hele vejen igennem steg gradvist, efterhånden som protonerne diffunderede.

Aoyagi og hans kolleger fyldte derefter hydrogel med o-NBA og L-DOPA, en forløber for hjernekemikaliet dopamin, der bruges i behandlingen af ​​Parkinsons sygdom. Ændringen af ​​surhedsgraden i gelen efter UV-bestråling forårsagede, at L-DOPA blev frigivet, fordi surhedsgraden forstyrrede interaktionen mellem L-DOPA og molekylerne i gelen.

Bestråling med UV forbedrede ikke kun den samlede L-DOPA-frigivelse fra hydrogelen, men forårsagede også en ekstra 'eksplosiv' frigivelse fem timer efter bestråling. Dette gjorde det muligt at tidsindstille lægemiddelfrigivelsen, samt udløst, på en kontrolleret måde.

At være i stand til at kontrollere frigivelsen af ​​lægemidler fra hydrogeler ved at udløse en ændring i surhedsgraden kunne hjælpe med at designe programmerbare lægemiddelleveringsteknikker, der tilbyder forbedret målretning af behandlingen.