Elastisk lægemiddelleveringsteknologi frigiver lægemidler, når de strækkes

Forskere fra North Carolina State University og University of North Carolina i Chapel Hill har udviklet en medicinafgivelsesteknologi, der består af et elastisk plaster, der kan påføres huden og frigiver medicin, når plasteret strækkes.

For eksempel, hvis det påføres albuen, plasteret ville frigive et lægemiddel, når albuen bøjer og strækker plasteret.

"Dette kunne bruges til at frigive smertestillende medicin, når en patient med gigtlidende knæ går en tur, eller at frigive antibakterielle lægemidler gradvist, efterhånden som folk bevæger sig rundt i løbet af en dag, " siger Zhen Gu, co-senior forfatter til et papir, der beskriver arbejdet og en adjunkt i det fælles biomedicinske ingeniørprogram ved NC State og UNC-Chapel Hill.

Teknologien består af en elastisk film, der er besat med biokompatible mikrokapsler. Disse mikrokapsler, på tur, er pakket med nanopartikler, der kan fyldes med stoffer.

Sådan virker det:Mikrokapslerne stikker halvt ud af filmen, på den side af filmen, der rører en patients hud. Lægemidlerne siver langsomt ud af nanopartiklerne og opbevares i mikrokapslerne. Når den elastiske film strækkes, det strækker også mikrokapslerne – forstørrer mikrokapslens overflade og presser effektivt noget af det opbevarede lægemiddel ud på patientens hud, hvor det kan optages.

"Når mikrokapslen strækkes fra venstre mod højre, det er også komprimeret fra bund til top, " siger Yong Zhu, co-senior forfatter af papiret og en lektor i mekanisk og rumfartsteknik ved NC State. "Denne kompression hjælper med at skubbe lægemidlet ud af mikrokapslen."

Efter at være blevet strakt, mikrokapslen "genoplades" af de lægemidler, der fortsætter med at sive ud af nanopartiklerne.

"Dette kan bruges til at påføre medicin direkte på steder på huden, såsom påføring af kræftmedicin til melanomer eller påføring af vækstfaktorer og antibiotika til sårheling, " siger Jin Di, medforfatter og ph.d.-studerende i Gus laboratorium.

Forskerne inkorporerede også mikronåle i systemet, påføre dem oven på mikrokapslerne. I denne konfiguration, stofferne kan presses gennem mikronålene. Mikronålene er små nok til at være smertefri, men stor nok til at tillade lægemidler at diffundere ind i blodbanen gennem små kapillærer under huden. "Dette udvider rækken af ​​lægemidler, der kan anvendes ved hjælp af teknologien, " siger Shanshan Yao, medforfatter og ph.d.-studerende i Zhus laboratorium.

"Vi undersøger nu, hvordan dette værktøj kan bruges til at anvende lægemidler effektivt og effektivt til at forbrænde patienter, og vi planlægger at se på, hvordan dette også kan bruges til smertelindring, " siger Gu.

"Materialerne er relativt billige, og fremstillingsprocessen er ret ligetil, så vi er optimistiske om, at dette kan skaleres op på en omkostningseffektiv måde, " siger Zhu.

Papiret, "Stræk-udløst lægemiddellevering fra slidbare elastomerer indeholdende terapeutiske depoter, " er offentliggjort online i tidsskriftet ACS Nano. Medforfattere omfatter Yanqi Ye og Jicheng Yu fra det fælles biomedicinske ingeniørprogram, og Zheng Cui og Tushar Ghosh fra NC State.

Arbejdet blev støttet af American Diabetes Association, et pilotbevilling fra UNC Chapel Hill's NC TraCS Institute, og af National Science Foundation gennem ASSIST Engineering Research Center i NC State.