Το δέρμα είναι μια ελκυστική οδός για τη χορήγηση φαρμάκων επειδή τους επιτρέπει να πάνε απευθείας στο σημείο όπου χρειάζονται, κάτι που θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για την επούλωση πληγών, για την ανακούφιση από τον πόνο ή για άλλες ιατρικές και καλλυντικές εφαρμογές. Ωστόσο, η χορήγηση φαρμάκων μέσω του δέρματος είναι δύσκολη επειδή η σκληρή εξωτερική στιβάδα του εμποδίζει τα περισσότερα μικρά μόρια να τη διαπεράσουν.
Ερευνητές του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT) ανέπτυξαν τώρα ένα έμπλαστρο που εκπέμπει υπερήχους στο δέρμα, δημιουργώντας μικροσκοπικά κανάλια από τα οποία μπορούν να περάσουν τα φάρμακα με ανώδυνο τρόπο. Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να βοηθήσει στην θεραπεία μιας ποικιλίας δερματικών παθήσεων και στην παροχή ορμονών, μυοχαλαρωτικών και άλλων φαρμάκων, λένε οι ερευνητές.
«Η ευκολία χρήσης και η υψηλή επαναληψιμότητα που προσφέρει αυτό το σύστημα παρέχει μια εναλλακτική λύση που αλλάζει το παιχνίδι σε ασθενείς και καταναλωτές που υποφέρουν από δερματικές παθήσεις και από πρόωρη γήρανση του δέρματος», λέει ο Canan Dagdeviren, αναπληρωτής καθηγητής στο Media Lab του MIT και ανώτερος συγγραφέας. της μελέτης. «Η χορήγηση φαρμάκων τοπικά με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσε να ελαττώσει την τοξικότητα, είναι πιο είναι πιο άνετη και πιο ελεγχόμενη».
Στοχευμένη χορήγηση
Τα περισσότερα φάρμακα χορηγούνται από το στόμα ή ενδοφλέβια, αλλά το δέρμα είναι μια οδός που θα μπορούσε να προσφέρει πολύ πιο στοχευμένη διοχέτευση φαρμάκου για ορισμένες εφαρμογές.
«Το κύριο όφελος με το δέρμα είναι ότι παρακάμπτεται ολόκληρος ο γαστρεντερικός σωλήνας. Από το στόμα πρέπει να χορηγηθεί μια πολύ μεγαλύτερη δόση λαμβάνοντας υπόψη την απώλεια του φαρμάκου στο γαστρεντερικό σύστημα», λέει ο Shah.
Οι υπέρηχοι έχει αποδειχθεί ότι ενισχύουν τη διαπερατότητα του δέρματος σε μικρομοριακά φάρμακα, αλλά οι περισσότερες από τις υπάρχουσες τεχνικές για την εκτέλεση αυτού του είδους χορήγησης φαρμάκου απαιτούν ογκώδη εξοπλισμό. Η ομάδα του MIT έλυσε αυτό το πρόβλημα με ένα ελαφρύ, φορητό έμπλαστρο, που είναι πιο εύκολο στη χρήση για μια ποικιλία εφαρμογών.
Η συσκευή που σχεδίασαν οι ερευνητές αποτελείται από ένα έμπλαστρο σε σχήμα δίσκου με ενσωματωμένους αρκετούς πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς, οι οποίοι μπορούν να μετατρέψουν τα ηλεκτρικά ρεύματα σε μηχανική ενέργεια. Κάθε δίσκος ενσωματώνεται σε μια πολυμερική κοιλότητα που περιέχει τα μόρια του φαρμάκου διαλυμένα σε ένα υγρό διάλυμα. Όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα στα πιεζοηλεκτρικά στοιχεία, αυτά πιέζουν το υγρό, δημιουργώντας φυσαλίδες που σκάνε στο δέρμα παράγοντας μικροπίδακες υγρού που μπορούν να διεισδύσουν μέσα από τη σκληρή κεράτινη στιβάδα του δέρματος. Ουσιαστικά η λειτουργία της συσκευής στηρίζεται το φαινόμενο της ακουστικής σπηλαίωσης (acoustic cavitation) που είναι η ανάπτυξη και η κατάρρευση προϋπαρχουσών μικροφυσαλίδων υπό την επίδραση ενός υπερηχητικού πεδίου σε υγρά.
Το επίθεμα είναι κατασκευασμένο από ένα πολυμερές με βάση τη σιλικόνη που μπορεί να προσκολληθεί στο δέρμα χωρίς ταινία. Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές δοκίμασαν τη συσκευή σε δέρμα χοίρων χορηγώντας μια βιταμίνη Β που ονομάζεται νιασιναμίδη, ένα συστατικό που βρίσκεται σε πολλά αντηλιακά και ενυδατικές κρέμες.
{https://www.youtube.com/watch?v=VpUCtA5D8PA&t=1s}
Οι δοκιμές έδειξαν ότι όταν παραδόθηκε νιασιναμίδη χρησιμοποιώντας το έμπλαστρο υπερήχων, η ποσότητα του φαρμάκου που διείσδυσε στο δέρμα ήταν 26 φορές μεγαλύτερη από την ποσότητα που θα μπορούσε να το διαπεράσει χωρίς τη βοήθεια υπερήχων.
Οι ερευνητές συνέκριναν επίσης τη νέα τους συσκευή με το microneedling, μια τεχνική που μερικές φορές χρησιμοποιείται για τη διαδερμική χορήγηση φαρμάκου με μικροσκοπικές βελόνες και διαπίστωσαν ότι το έμπλαστρό τους μπόρεσε να χορηγήσει σε 30 λεπτά την ίδια ποσότητα νιασιναμίδης που θα χορηγούνταν σε διάστημα έξι ωρών με μικροβελόνες.
Παράδοση τοπικά
Με την τρέχουσα έκδοση της συσκευής, τα φάρμακα μπορούν να διεισδύσουν μερικά χιλιοστά στο δέρμα, καθιστώντας αυτή την προσέγγιση δυνητικά χρήσιμη για φάρμακα που δρουν τοπικά, όπως νιασιναμίδη ή βιταμίνη C, η οποία χρησιμοποιείται για τη θεραπεία των κηλίδων γήρανσης ή άλλων μαύρων κηλίδων στο δέρμα, ή άλλα τοπικά φάρμακα για την επούλωση εγκαυμάτων.
Με περαιτέρω τροποποιήσεις για την αύξηση του βάθους διείσδυσης, αυτή η τεχνική θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για φάρμακα που πρέπει να φτάσουν στην κυκλοφορία του αίματος, όπως η καφεΐνη, η φεντανύλη ή η λιδοκαΐνη. Ο Dagdeviren οραματίζεται επίσης ότι αυτού του είδους το έμπλαστρο θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για την παροχή ορμονών όπως η προγεστερόνη. Επιπλέον, οι ερευνητές διερευνούν τώρα τη δυνατότητα εμφύτευσης παρόμοιων συσκευών μέσα στο σώμα για την χορήγηση φαρμάκων για τη θεραπεία του καρκίνου ή άλλων ασθενειών.
Οι ερευνητές εργάζονται επίσης για την περαιτέρω βελτιστοποίηση του wearable patch, με την ελπίδα να το δοκιμάσουν σύντομα σε ανθρώπους εθελοντές. Σκοπεύουν επίσης να επαναλάβουν τα εργαστηριακά πειράματα που έκαναν σε αυτή τη μελέτη, με μεγαλύτερα μόρια φαρμάκου.
Η μελέτη εμφανίστηκε στο Advanced Materials.
