Johns Hopkins forskare designar små,

stjärnformade mikroenheter för att leverera läkemedel Inspirerad av en parasitmask som gräver sina vassa tänder i värdens tarmar, Johns Hopkins forskare har designat små, stjärnformade mikroenheter som kan fastna på tarmslemhinnan och släppa ut läkemedel i kroppen.

David Gracias, Ph.D., professor vid Johns Hopkins University Whiting School of Engineering, och Johns Hopkins gastroenterolog Florin M. Selaru, M.D., chef för Johns Hopkins Inflammatory Bowel Disease Center, ledde ett team av forskare och biomedicinska ingenjörer som utformade och testade formförändrande mikroenheter som efterliknar hur den parasitiska krokormen fäster sig på en organisms tarmar.

Tillverkad av metall och tunn, formförändrande film och belagd i ett värmekänsligt paraffinvax, "jordbrukare, "var och en ungefär lika stor som en dammfläck, kan eventuellt bära vilket läkemedel som helst och släppa ut det gradvis i kroppen.

Teamet publicerade resultaten av en djurstudie i veckan som omslagsartikel i tidskriften Science Advances.

Gradvis eller förlängd frisättning av ett läkemedel är ett eftersökt mål inom medicin. Selaru förklarar att ett problem med läkemedel med förlängd frisättning är att de ofta tar sig helt igenom mag-tarmkanalen innan de har lämnat ut sin medicinering.

”Normal sammandragning och avslappning av mag-tarmkanalen gör det omöjligt för läkemedel med förlängd frisättning att stanna i tarmen tillräckligt länge för att patienten ska få hela dosen, Säger Selaru, som har samarbetat med Gracias i mer än 10 år. "Vi har arbetat för att lösa detta problem genom att designa dessa små läkemedelsbärare som autonomt kan låsa sig på tarmslemhinnan och hålla läkemedelsbelastningen inne i mag -tarmkanalen under en önskad tid."

Tusentals theragrippers kan distribueras i mag -tarmkanalen. När paraffinvaxbeläggningen på griparna når temperaturen inuti kroppen, enheterna stängs autonomt och kläms fast på kolonväggen. Den avslutande åtgärden orsakar den lilla, sexspetsiga enheter för att gräva i slemhinnan och förbli fästa vid tjocktarmen, där de behålls och släpper ut sina nyttolaster gradvis i kroppen. Så småningom, theragrippers tappar greppet om vävnaden och rensas från tarmen via normal gastrointestinal muskelfunktion.

Gracias noterar framsteg inom biomedicinsk teknik under de senaste åren.

Vi har sett introduktionen av dynamisk, mikrofabricerade smarta enheter som kan styras av elektriska eller kemiska signaler. Men dessa gripare är så små att batterier, antenner och andra komponenter passar inte på dem. ”

David Gracias, Ph.D., Professor, Johns Hopkins University Whiting School of Engineering

Terapeuter, säger Gracias, lita inte på el, trådlösa signaler eller externa kontroller. "Istället, de fungerar som små, komprimerade fjädrar med en temperaturutlöst beläggning på enheterna som frigör den lagrade energin autonomt vid kroppstemperatur. ”

Johns Hopkins -forskarna tillverkade enheterna med cirka 6, 000 theragrippers per 3-tums kiselskiva. I sina djurförsök, de laddade ett smärtstillande läkemedel på griparna. Forskarnas studier fann att djuren till vilka terapripper administrerades hade högre koncentrat av smärtstillande medel i blodet än kontrollgruppen. Läkemedlet stannade i testpersonernas system i nästan 12 timmar kontra två timmar i kontrollgruppen.

• Experter släpper ny vägledning för endoskopister om hur man bedömer kolorektala lesioner
• Forskare ska utforska tarmmikrobernas roll i celiaki i barndomen