I ricercatori della Johns Hopkins progettano piccoli,

microdispositivi a forma di stella per somministrare farmaci Ispirato da un verme parassita che affonda i suoi denti aguzzi nell'intestino del suo ospite, I ricercatori della Johns Hopkins hanno progettato piccoli, microdispositivi a forma di stella che possono attaccarsi alla mucosa intestinale e rilasciare farmaci nel corpo.

David Gracia, dottorato di ricerca, professore alla Whiting School of Engineering della Johns Hopkins University, e il gastroenterologo della Johns Hopkins Florin M. Selaru, M.D., direttore del Johns Hopkins Inflammatory Bowel Disease Center, ha guidato un team di ricercatori e ingegneri biomedici che hanno progettato e testato microdispositivi che cambiano forma che imitano il modo in cui l'anchilostoma parassita si fissa all'intestino di un organismo.

Realizzato in metallo e sottile, film che cambia forma e rivestito con una cera di paraffina termosensibile, "theragrippers, "ognuna delle dimensioni di un granello di polvere, potenzialmente può trasportare qualsiasi farmaco e rilasciarlo gradualmente nel corpo.

Il team ha pubblicato i risultati di uno studio sugli animali questa settimana come articolo di copertina sulla rivista Science Advances.

Il rilascio graduale o prolungato di un farmaco è un obiettivo a lungo cercato in medicina. Selaru spiega che un problema con i farmaci a rilascio prolungato è che spesso si fanno strada interamente attraverso il tratto gastrointestinale prima di aver finito di dispensare i loro farmaci.

"La normale costrizione e il rilassamento dei muscoli del tratto gastrointestinale rendono impossibile che i farmaci a rilascio prolungato rimangano nell'intestino abbastanza a lungo da consentire al paziente di ricevere l'intera dose, "dice Selaru, che ha collaborato con Gracias per più di 10 anni. "Abbiamo lavorato per risolvere questo problema progettando questi piccoli trasportatori di farmaci che possono attaccarsi autonomamente alla mucosa intestinale e mantenere il carico di farmaco all'interno del tratto gastrointestinale per la durata desiderata".

Migliaia di theragripper possono essere impiegati nel tratto GI. Quando il rivestimento in cera di paraffina sulle pinze raggiunge la temperatura all'interno del corpo, i dispositivi si chiudono autonomamente e si agganciano alla parete del colon. L'azione di chiusura fa sì che il piccolo, dispositivi a sei punte per scavare nella mucosa e rimanere attaccati al colon, dove vengono trattenuti e rilasciano gradualmente i loro carichi di medicinali nel corpo. Infine, i theragripper perdono la presa sul tessuto e vengono eliminati dall'intestino attraverso la normale funzione muscolare gastrointestinale.

Gracias rileva i progressi nel campo dell'ingegneria biomedica negli ultimi anni.

Abbiamo assistito all'introduzione di dinamiche, dispositivi intelligenti microfabbricati che possono essere controllati da segnali elettrici o chimici. Ma queste pinze sono così piccole che le batterie, antenne e altri componenti non si adattano a loro”.

David Gracia, dottorato di ricerca, Professoressa, Johns Hopkins University Whiting School of Engineering

Terapisti, dice Grazia, non fare affidamento sull'elettricità, segnali wireless o controlli esterni. "Anziché, operano come piccoli, molle compresse con un rivestimento termoindotto sui dispositivi che rilascia l'energia immagazzinata autonomamente a temperatura corporea.

I ricercatori della Johns Hopkins hanno fabbricato i dispositivi con circa 6, 000 theragripper per wafer di silicio da 3 pollici. Nei loro esperimenti sugli animali, hanno caricato un farmaco antidolorifico sulle pinze. Gli studi dei ricercatori hanno scoperto che gli animali a cui sono stati somministrati i theragripper avevano concentrazioni più elevate dell'antidolorifico nei loro flussi sanguigni rispetto al gruppo di controllo. Il farmaco è rimasto nei sistemi dei soggetti del test per quasi 12 ore contro le due ore del gruppo di controllo.

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