Znajdź zawartość

Od ponad 100 lat do podawania leków wykorzystuje się strzykawki oraz igły. Precyzyjne ich umieszczenie zależy od umiejętności użytkownika. Należy też pamiętać, że trudno dostarczyć lek do delikatnych regionów, takich jak przestrzeń nadnaczyniówkowa. Mając to na względzie, specjaliści z Brigham and Women's Hospital opracowali inteligentny wstrzykiwacz i2T2, który wykrywa zmiany oporu tkanek. W ubiegłym wieku igły prawie nie zmieniano. Upatrywaliśmy w tym szansy na opracowanie lepszych, dokładniejszych urządzeń. Zależało nam na precyzyjniejszym celowaniu w tkankę, przy jednoczesnym zachowaniu jak najprostszego dizajnu [...] - opowiada prof. Jeff Karp. Przestrzeń nadnaczyniówkowa (SCS), która znajduje się między naczyniówką a twardówką oka, to jedno z tych miejsc, w które trudno trafić za pomocą tradycyjnej igły. By nie uszkodzić siatkówki, igła musi się bowiem zatrzymać po przejściu przez twardówkę, która ma grubość poniżej 1 mm. Autorzy publikacji z pisma Nature Biomedical Engineering wspominają też o innych częstych celach: jamie nadtwardówkowej, która chroni rdzeń kręgowy przed uciskiem, jamie otrzewnej i tkance podskórnej. i2T2 wyprodukowano ze standardowej igły i części dostępnych w handlu strzykawek. Naukowcy przeprowadzili testy siły napędu, sił maksymalnych i tarcia. i2T2 testowano na tkankach 3 modeli zwierzęcych. Oceniano dokładność dostarczania ładunku do przestrzeni nadnaczyniówkowej, jamy nadtwardówkowej, jamy otrzewnej oraz tkanki podskórnej. Eksperymentując na wyekstrahowanych tkankach i zwierzętach, naukowcy odkryli, że i2T2 zapobiega urazom związanym z wprowadzeniem leku za docelową tkankę (ang. overshoot injuries). Lek udawało się precyzyjnie dostarczyć do wybranej lokalizacji bez dodatkowego treningu czy stosowania jakiejś specjalnej metody. Gdy użytkownik wciska tłok, i2T2 wyczuwa zanik oporu związany z napotkaniem bardziej miękkiej tkanki bądź jamy, zatrzymuje ruch igły i uwalnia ładunek. Wstrzykiwacz pozwalał dostarczyć ciecz do przestrzeni nadnaczyniówkowej przy szerokim wachlarzu wielkości oczu, grubości twardówki oraz wartości ciśnienia wewnątrzgałkowego. Podobnie było przy pozostałych badanych lokalizacjach. Oprócz tego Amerykanie wykazali, że wstrzykiwacz może dostarczać komórki macierzyste na tył gałki ocznej, co oznacza, że przyda się w terapiach regeneracyjnych. Komórki macierzyste dostarczane do SCS przeżyły, co wskazuje, że siła towarzysząca iniekcji oraz przejście przez SCS nie były dla nich zbyt obciążające - podkreśla dr Kisuk Yang. Dr Girish Chitnis dodaje, że to technologia platformowa, co oznacza, że zastosowania mogą być bardzo różne. « powrót do artykułu

Kapsułka, która wstrzykuje insulinę bezpośrednio do ściany żołądka, może uwolnić osoby cierpiące na cukrzycę typu 2. od konieczności robienia sobie zastrzyków. Opracowana przez naukowców z MIT kapsułka jest wielkości jagody. Wyposażono ją w niewielką igłę wykonaną ze skompresowanej insuliny, która jest wstrzykiwana, gdy kapsułka dotrze do żołądka. Testy na zwierzętach wykazały, że w ten sposób można dostarczyć do organizmu taką ilość insuliny, która obniża poziom cukru do wartości porównywalnych z podskórną injekcją insuliny. Twórcy kapsułki dowiedli też, że może być ona wykorzystywana również do dostarczania innych leków opartych na proteinach. Mamy wielką nadzieję, że pewnego dnia ta nowa kapsułka naprawdę pomoże cukrzykom, a może nawet wszystkim, którym leki mogą być obecnie podawana wyłącznie za pomocą injekcji lub infuzji, mówi jeden z autorów nowatorskiej kapsułki, profesor Robert Langer. W kapsułce umieszczono igłę połączoną ze ściśniętą sprężyną, a całość utrzymywana jest w miejscu przez dysk wykonany z cukru. Gdy kapsułka zostaje połknięta, cukrowy dysk ulega rozpuszczeniu, zwalniana jest sprężyna, a igła wbija się w ścianę żołądka. Czubek igły wykonano w niemal 100% ze skompresowanej liofilizowanej insuliny. Pozostała część igły, która nie wnika do ściany żołądka, została wykonana z biodegradowalnego materiału. Jako, że ściana żołądka nie posiada receptorów bólu, pacjenci nie czują wbijającej się igły. Aby upewnić się, że lek zostanie wstrzyknięty, całość zaprojektowano tak, że niezależnie od położenia kapsułki w żołądku igła orientuje się tak, by wejść w kontakt z wyściółką żołądka. Do stworzenia systemu odpowiedniego ustawiania się igły naukowców zainspirował afrykański żółw lamparci, jego karapaks ma taki kształt, że jeśli zwierzę upadnie do góry nogami, bez problemu obraca się na nogi. Bazując na kształcie jego karapaksu, uczeni wykorzystali modelowanie komputerowe i stworzyli taki kształt kapsułki, że igła zawsze wbija się w żołądek. Gdy już igła się wbije, insulina rozpuszcza się w tempie zadanym podczas projektowania kapsułki. Podczas testów cała dawka insuliny trafiała do krwioobiegu w ciągu około godziny. W czasie wstępnych testów na świniach dowiedziono, że można dostarczyć do 300 mikrogramów insuliny. Niedawno ilość tę zwiększono do 5 miligramów, a to już wartość porównywalna z ilością insuliny, jaką wstrzykują sobie cierpiący na cukrzycę typu 2. Sama kapsułka wykonana jest z biodegradowalnego polimeru i stali nierdzewnej. Podczas jej przechodzenia przez układ trawienny nie występują żadne skutki uboczne. Profesor Maria Jose Alonso z Uniwersytetu w Santiago de Compostela, która nie była zaangażowana w prace nad kapsułką, mówi o przełomowej technologii. Nie mamy tutaj do czynienia ze stopniowym ulepszaniem sposobu podawania insuliny, na czym większość naukowców się skupiała. Widzimy tutaj przełom technologiczny na polu doustnego podawania peptydów. Zespół z MIT współpracuje już z firmą Novo Nordisk. Celem współpracy jest udoskonalenie kapsułki i zoptymalizowanie jej procesu produkcyjnego. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości ich wynalazek posłuży do doustnego podawania leków, które obecnie muszą być wstrzykiwane. Nie wykluczają, że będzie można za jej pomocą podawać też DNA i RNA.   « powrót do artykułu