Kirigamin inspiroima stentti parantaa lääkkeiden annostusta sairauksiin, jotka vaikuttavat putkimaisiin elimiin

Tiedämme, että injektoidut lääkkeet, kuten steroidit, voivat auttaa lievittämään tiettyjä ruoansulatuskanavan ehtoja, mutta haaste on toimittaa ne useiden senttimetrien pituisen putkimaisen elimen segmenttiin. Yksi keinoistamme oli dynaaminen stentti, joka voidaan venyttää muuttaakseen muotoaan ja toimittamaan lääkkeitä kehän ja pituussuunnassa putken peittämiseksi. "

Giovanni Traverso, MB, BChir, PhD, vastaava kirjoittaja, gastroenterologi ja biolääketieteen insinööri, Brighamin gastroenterologian osasto, Konetekniikan laitos, MIT

Suunnitellaksesi huumeiden tallettavan stenttijärjestelmän, tiimi katsoi kirigamin periaatteita, japanilainen paperitaiteen muoto, joka on samanlainen kuin origami, joka sisältää paperin leikkaamisen. Tutkijat ovat aiemmin osoittaneet, että kirigami-pohjaisten mallien rypytysominaisuuksia voidaan käyttää jalkineiden ulkopohjien suunnittelussa, jotka tuottavat kitkaa estämään liukastumiset ja putoamiset. Kirigamin stentissä on käärmeen kaltainen, sylinterimäinen muotoilu, joka laajenee ja tarttuu ponnahtaviin neuloihin, joita ohjataan pehmeään toimilaitteeseen kohdistetulla ilmanpaineella. Tämä mahdollistaa terapeuttisten aineiden kiertämisen ruoansulatuskanavaan, samoin kuin verisuonisto ja hengitystiet. Stentti poistetaan pian hoidon antamisen jälkeen eikä sitä istuteta kehoon. Sitä voidaan valmistaa erikokoisina, ja lääkkeiden annostelua voidaan ohjata vaihtelemalla kirigami -kuoren paksuutta, neulan pituus ja paine.

Kirigami -stentin mekaniikan jalostamisen jälkeen tutkijat päällystivät mallin budesonidipitoisilla polymeerimikrohiukkasilla, jotka tukivat lääkkeen pitkittynyttä jakelua, joka sitten testattiin sikojen ruokatorvessa. Budesonidi on lääke, jota käytetään yleisesti useiden ruoansulatuskanavan sairauksien hoitoon. Kirigami-neulat jätettiin ponnahdusikkunassaan kaksi minuuttia ennen stentin poistamista. Kun tutkijat tutkivat eläimiä eri aikoina (yksi, kolme ja seitsemän päivää lääkkeen antamisen jälkeen), he löysivät terapeuttisen aineen pitoisuuksia eläinkudoksessa kaikkina ajankohtina, osoittaa, että jakelujärjestelmä voi edistää terapeuttisten aineiden jatkuvaa antamista.

"Yksinkertaisen lähestymistapamme avulla voimme kehittää lääkkeitä vapauttavan järjestelmän, jota voidaan soveltaa eri pituuksille ja joka voidaan sovittaa minkä tahansa kohdun putkimaisen elimen kokoon, "sanoi ensimmäinen kirjoittaja Sahab Babaee, PhD, tutkijaryhmä Brighamin gastroenterologian osastolla ja MIT -tutkija.

Tutkijat jatkavat lääkemääräysjärjestelmän parantamista eläinmalleissa ja pyrkivät kehittämään sitä ihmisille. He toivovat, että järjestelmää voidaan käyttää myös rakenteissa, kuten henkitorvessa ja lonkkavaltimossa, parantaa siten kohdennettuja, lääkkeiden jatkuva toimitus useille sairauksille.

"Visio on ajatella lääkkeen pitkäaikaista vapautumista, jotta jonain päivänä potilas saisi paikallisen hoidon ja saisi hoitoa viikkoja, jos ei kuukausia tai jopa vuosia, "Traverso sanoi." Poistamalla tarpeen ottaa säännöllisesti määrättyjä lääkkeitä, kuten steroidi tai muu lääke, voi todella muuttaa potilaan kokemuksen. "

• Tekoäly TMB-H-kolorektaalisyövän ennustamiseen histopatologisista ominaisuuksista
• Kasvipohjainen ruokavalio näyttää suojaavan verenpainetautia ja preeklampsiaa vastaan