Johns Hopkins-onderzoekers ontwerpen kleine,

stervormige microdevices om medicijnen af ​​te geven Geïnspireerd door een parasitaire worm die zijn scherpe tanden in de darmen van zijn gastheer graaft, Johns Hopkins-onderzoekers hebben kleine, stervormige microdevices die zich aan het darmslijmvlies kunnen vastklikken en medicijnen in het lichaam kunnen afgeven.

David Gracias, doctoraat, een professor aan de Johns Hopkins University Whiting School of Engineering, en Johns Hopkins-gastro-enteroloog Florin M. Selaru, MD, directeur van het Johns Hopkins Inflammatory Bowel Disease Center, leidde een team van onderzoekers en biomedische ingenieurs die vormveranderende microdevices ontwierpen en testten die de manier nabootsen waarop de parasitaire haakworm zich aan de darmen van een organisme hecht.

Gemaakt van metaal en dun, vormveranderende film en gecoat in een hittegevoelige paraffinewas, "therapeuten, " elk ongeveer zo groot als een stofvlekje, kan mogelijk elk medicijn dragen en het geleidelijk in het lichaam afgeven.

Het team publiceerde deze week de resultaten van een dierstudie als het omslagartikel in het tijdschrift Science Advances.

Geleidelijke of verlengde afgifte van een medicijn is een lang gezocht doel in de geneeskunde. Selaru legt uit dat een probleem met geneesmiddelen met verlengde afgifte is dat ze vaak volledig door het maagdarmkanaal gaan voordat ze klaar zijn met het afleveren van hun medicatie.

"Normale vernauwing en ontspanning van de spieren van het maagdarmkanaal maken het onmogelijk dat geneesmiddelen met verlengde afgifte lang genoeg in de darm blijven om de patiënt de volledige dosis te geven, " zegt Selaru, die al meer dan 10 jaar met Gracias samenwerkt. "We hebben gewerkt om dit probleem op te lossen door deze kleine medicijndragers te ontwerpen die autonoom op het darmslijmvlies kunnen klikken en de medicijnbelasting gedurende een gewenste tijdsduur in het maagdarmkanaal kunnen houden."

Duizenden theragrippers kunnen worden ingezet in het maagdarmkanaal. Wanneer de paraffinecoating op de grijpers de temperatuur in het lichaam bereikt, de apparaten sluiten autonoom en klemmen op de darmwand. De afsluitende actie zorgt ervoor dat de kleine, zespuntige apparaten om in het slijmvlies te graven en aan de dikke darm te blijven zitten, waar ze worden vastgehouden en hun medicijnladingen geleidelijk in het lichaam afgeven. Eventueel, de theragrippers verliezen hun greep op het weefsel en worden via de normale gastro-intestinale spierfunctie uit de darm geklaard.

Gracias merkt op dat de afgelopen jaren vooruitgang is geboekt op het gebied van biomedische technologie.

We hebben de introductie gezien van dynamische, microgefabriceerde slimme apparaten die kunnen worden bestuurd door elektrische of chemische signalen. Maar deze grijpers zijn zo klein dat batterijen, antennes en andere componenten passen er niet op.”

David Gracias, doctoraat, Professor, Johns Hopkins University Whiting School of Engineering

Theragrippers, zegt Gracias, vertrouw niet op elektriciteit, draadloze signalen of externe bediening. "In plaats daarvan, ze werken als klein, samengedrukte veren met een door temperatuur geactiveerde coating op de apparaten die de opgeslagen energie autonoom op lichaamstemperatuur vrijgeeft.”

De Johns Hopkins-onderzoekers fabriceerden de apparaten met ongeveer 6, 000 theragrippers per 3-inch siliciumwafer. In hun dierproeven ze laadden een pijnstillend medicijn op de grijpers. Uit de onderzoeken van de onderzoekers bleek dat de dieren waaraan theragrippers werden toegediend hogere concentraties van de pijnstiller in hun bloed hadden dan de controlegroep. Het medicijn bleef bijna 12 uur in de systemen van de proefpersonen tegenover twee uur in de controlegroep.

• Experts geven nieuwe richtlijnen vrij voor endoscopisten over het beoordelen van colorectale laesies
• Onderzoekers onderzoeken de rol van darmmicroben bij coeliakie bij kinderen