Injecteerbare, 'zelfhelende' hydrogel kan een eenvoudiger vorm bieden van langdurige medicijnen


Injecteerbare, 'zelfhelende' hydrogel kan een eenvoudiger vorm bieden van langdurige medicijnen

Een nieuwe studie gepubliceerd in Natuur Communicatie Onthult hoe wetenschappers een injecteerbare hydrogel hebben gecreëerd die drugs over specifieke tijdsperioden kunnen afleveren, waardoor de chirurgische implantatie die nodig is bij bestaande hydrogelen elimineert. De onderzoekers zeggen dat de nieuwe hydrogel kan helpen bij het behandelen van een aantal ziekten, waaronder maculaire degeneratie, hartziekte en kanker.

Deze afbeeldingen tonen de structuur van de nieuw gecreëerde hydrogel bij verschillende vergrotingen.

Beeldkrediet: Mark Tibbitt

Het gebruik van gels om drugs te leveren is een toenemend belanggebied voor onderzoekers. Terwijl conventionele vloeibare oplossingen meteen druppels verspreiden over het lichaam, kunnen gel-gebaseerde oplossingen gedurende langere perioden drugs vrijmaken.

Bovendien kunnen gels worden gegoten in bepaalde vormen, waardoor de afgifte van geneesmiddelen aan specifieke delen van het lichaam mogelijk is. Maar er is een probleem met de huidige geneesmiddelafgifte gels; Eenmaal gegoten, ze kunnen niet worden omgevormd, wat betekent dat ze vaak geïmplanteerd moeten worden met een operatie.

Het onderzoeksteam - mede-leiding van Mark Tibbitt van het Koch-instituut voor Integrative Cancer Research bij het Massachusetts Institute of Technology (MIT) - heeft tot doel dit probleem aan te pakken.

Hydrogel gemaakt van polymeer bevattende nanodeeltjes en cellulose

Volgens Tibbitt en collega's hebben onderzoekers eerder hydrogelen die drugs leveren leveren chemische verbindingen tussen polymeren - lange ketens van moleculen - die onomkeerbaar zijn.

De onderzoekers merken op dat, hoewel dergelijke gels extreem taai zijn - een functie die nodig is om langdurig gebruik te kunnen weerstaan ​​- het kan heel moeilijk zijn om hun vorm te veranderen zodra ze zijn gegoten.

In het verleden hebben wetenschappers geprobeerd dit probleem aan te pakken door eiwitten te ontwikkelen die zich in hydrogelen verzamelen, maar het MIT-team zegt dat dit proces complex is. In hun studie hebben zij een eenvoudiger aanpak aangenomen.

De onderzoekers gebruikten nanopartikels die bestaan ​​uit PEG-PLA-copolymeren, die veel gebruikt worden voor geneesmiddelafgifte. Om hun nieuwe hydrogel te vormen, combineren de onderzoekers deze PEG-PLA-copolymeren met een ander polymeer genaamd cellulose.

Aangezien de meeste nanodeeltjes een zwakke binding hebben met polymeerketens, is de verbinding tussen de PEG-PLA-copolymeer bevattende nanodeeltjes en cellulose los. Als zodanig kan elke verbinding onder fysieke stress verzachten, waardoor de hydrogel via een injectiespuit kan worden ingespoten.

Wanneer echter dergelijke spanning afwezig is, vormen de nanodeeltjes en cellulose nieuwe verbindingen, waardoor de zwaarheid wordt hersteld.

"Nu heb je een gel die vorm kan veranderen wanneer je er stress op legt, en dan kan het belangrijk worden wanneer je die krachten ontspant. Zo kun je het door een spuit of een naald knijpen en in de Lichaam zonder operatie, "legt Tibbitt uit.

Nieuwe hydrogel kan tegelijkertijd twee geneesmiddelen leveren

Het team merkt op dat omdat de hydrogel bestaat uit twee componenten, het kan worden gebruikt om tegelijkertijd twee verschillende geneesmiddelen te leveren.

De PEG-PLA-copolymeren hebben de mogelijkheid om hydrofobe kleine molecuulgeneesmiddelen te dragen en af ​​te leveren, zoals die welke worden gebruikt voor chemotherapie, terwijl polymeren zoals cellulose hydrofiele moleculen kunnen dragen, zoals antilichamen en groeifactoren - geneesmiddelen die cellulaire groei stimuleren.

Bij het injecteren van de hydrogel onder de huid van muizen bleek het team dat het een hydrofobe en een hydrofiel geneesmiddel over een periode van meerdere dagen effectief leverde.

Niet alleen kan de hydrogel een doelgerichte geneesmiddelafgifte aanbieden, zeggen de onderzoekers dat elke component van de gel kan worden aangepast, zodat elk geneesmiddel tegen verschillende tarieven kan worden afgeleverd, waardoor het kan worden aangepast aan de individuele behoeften van de patiënt.

Het team onderzoekt momenteel hoe de nieuwe hydrogel kan worden gebruikt om anti-angiogenese medicijnen te leveren om maculaire degeneratie te behandelen - een oogziekte die meer dan 10 miljoen mensen in de VS treft.

Momenteel ontvangen patiënten met maculaire degeneratie een maandelijkse injectie met anti-angiogenese geneesmiddelen, die werken door de groei van zichtbare bloedvaten te verminderen. Het MIT-team is van mening dat de nieuwe hydrogel gebruikt kan worden om deze medicijnen over enkele maanden te leveren, wat de behoefte aan injecties kan beperken.

Omdat de nieuwe hydrogel groeifactoren kan leveren, zeggen de onderzoekers dat het ook effectief kan zijn voor de reparatie van beschadigd hartweefsel na een hartaanval.

Daarnaast kan het worden gebruikt om kankerpatiënten te behandelen na de chirurgische verwijdering van tumoren. Het team legt uit dat de gel kan worden gelast met een chemische stof die de resterende kankercellen naar haar trekt, naast een chemotherapie drug dat de kankercellen vernietigt, waardoor het risico op kankerherhaling wordt verminderd.

Vorige maand, Medical-Diag.com Gerapporteerd over een andere studie gepubliceerd in Natuur Communicatie , Waarin onderzoekers de ontwikkeling van een "triggered release" drug-delivery mechanisme met behulp van nanodeeltjes gedetailleerd ontwikkelden.

Hy2Care: Injecteerbare pleisters voor kraakbeenherstel (Video Medische En Professionele 2018).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk