Hvordan medicin bogstaveligt talt kommer ind under din hud

Hvis stoffer skal trænge ind i kroppen smertefrit og effektivt, de kan administreres via hudplaster. Forskere ved Empa og Universitetet i Fribourg er i øjeblikket ved at udvikle nano-beholdere til terapeutiske midler, der kan styres af lys.

Ikke enhver medicin er egnet til oral administration som en pille eller kan injiceres med en sprøjte. Huden – vores største organ – tilbyder derimod en stor og permeabel overflade til at optage aktive stoffer. Nikotin, smertestillende midler og præventionsmidler kan allerede administreres gennem huden ved hjælp af plastre. Forskere ved Empa i St. Gallen og Adolphe Merkle Instituttet ved Fribourg Universitet er i øjeblikket ved at udvikle et system, hvormed virkningen af ​​lægemidler kan styres af lyskontakter. Dette giver mulighed for præcis kontrol, for eksempel, af doseringen af ​​aktive ingredienser og åbner nye muligheder for terapier med "transdermale" plastre.

Lys skifter fra naturen

For at sikre, at ingredienserne i plasteret kan kontrolleres præcist, forskerne har udtænkt en molekylær lyskontakt inspireret af naturen. "Vores lyskontakt fungerer på samme måde som nethinden i det menneskelige øje, " siger Luciano Boesel fra Empa's Laboratory for Biomimetic Membranes and Textiles. Ligesom de naturlige pigmenter i øjet, disse syntetiske fotokromer kan også aktiveres af lys. De molekylære switches blev integreret i polymer nano-sfærer, som blev fyldt med teststoffer til indledende forsøg.

Når disse nano-reaktorer udsættes for lys med en bestemt bølgelængde, de ændrer deres struktur. Dermed, deres overflade bliver permeabel, og de kemisk aktive stoffer kan diffundere fra nano-reaktoren ud i miljøet. Hvis farven på lyset ændres, sige fra grøn til rød, den kemiske reaktion stopper inden for få sekunder. Nano-reaktorernes skal bliver uigennemtrængelig, og reaktionsbeholderne er klar til næste brug.

I fremtiden, disse nano-reaktorer med integreret lyskontakt vil tjene som reservoirer til terapeutiske midler. "Lyskontakter kan bruges til hele spektret mellem 450 og 700 nanometer bølgelængde, dvs. for farvet lys fra blå til rød, " forklarer Boesel. Dette åbner op for mange muligheder for kontrolleret levering af flere lægemidler eller for komplekse reaktionskaskader i et enkelt plaster. Holdet arbejder nu med støtte fra Swiss National Science Foundation (SNSF) og National Centre of Competence i Forskning for bio-inspirerede materialer for yderligere at optimere nano-reaktoren med lyskontakt. "For det første, vi vil undersøge den præcist kontrollerbare frigivelse af stoffer, der allerede er godkendt til påføring gennem huden, såsom visse smertestillende midler, " siger forskeren. I fremtiden vil imidlertid, mange yderligere behandlinger ved hjælp af "plaster med lysafbrydere" er mulige.