Fælles forskerhold udvikler et nær-infrarødt (NIR) lys-udløst lægemiddelleveringssystem

Et nyt koncept med on-demand-lægemiddelleveringssystem er opstået, hvor lægemidler automatisk frigives fra in vivo medicinsk udstyr blot ved at skinne lys på huden.

Et forskerhold ledet af professor Sei Kwang Hahn fra Institut for Materialevidenskab og Teknik og Professor Kilwon Cho fra Institut for Kemiteknik ved POSTECH har sammen udviklet et on-demand drug delivery-system (DDS) ved hjælp af en organisk solcelle belagt med opkonvertering nanopartikler. Denne nyudviklede DDS gør det muligt for nanopartikler at konvertere hudgennemtrængende nær-infrarødt (NIR) lys til synligt lys, så lægemiddelfrigivelsen kan kontrolleres i medicinsk udstyr installeret i kroppen. Disse forskningsresultater blev offentliggjort i Nano energi den 1. marts, 2021.

For patienter, der har brug for periodiske lægemiddelinjektioner som i tilfælde af diabetes, DDS'er, der automatisk administrerer lægemidler i stedet for gentagne skud, forskes i og udvikles. Imidlertid, dens størrelse og form er blevet begrænset på grund af begrænsninger i strømforsyningen til at betjene en sådan enhed.

Forskerholdet fandt svaret i solenergi. Upconversion nanopartikler blev brugt til den fotovoltaiske enhed for at inducere fotovoltaisk strømproduktion med NIR-lys, der kan trænge ind i huden. En organisk fotovoltaisk celle belagt med en kerne-skal strukturerede opkonverteringsnanopartikler blev designet til at drive et lægemiddelleveringssystem lavet af et mekanisk og elektronisk system ved at generere en elektrisk strøm ved bestråling af NIR-lys. Når elektricitet anvendes på denne måde, den tynde guldfilm, der forsegler lægemiddelreservoiret, smelter, og lægemidlet frigives.

"Kombinationen af ​​en fleksibel fotovoltaisk celle og et lægemiddelleveringssystem muliggør on-demand lægemiddelfrigivelse ved hjælp af lys, " forklarede professor Sei Kwang Hahn. "Medikamentleveringssystemet aktiveres ved hjælp af nær-infrarødt lys, der er uskadeligt for den menneskelige krop og er stærkt hudgennemtrængende."

Han tilføjede, "Da dette muliggør smidig kontrol af lægemiddelfrigivelsen af ​​medicinsk udstyr indsat i kroppen ved at bruge nær-infrarødt lys, det forventes meget at bidrage til udviklingen af ​​fototerapiteknologi ved hjælp af implanterbart medicinsk udstyr."