این پچ پوشیدنی می تواند داروها را بدون درد از طریق پوست منتقل کند.
به گزارش سیناپرس همدان، پوست مسیری جذاب برای تحویل دارو است زیرا به داروها اجازه می‌دهد مستقیماً به محل مورد نیاز بروند، که می‌تواند برای بهبود زخم، تسکین درد یا سایر کاربردهای پزشکی و آرایشی مفید باشد. با این حال، انتقال دارو از طریق پوست دشوار است، زیرا لایه بیرونی سفت پوست مانع از عبور بیشتر مولکول‌های کوچک می‌شود.
محققان MIT به امید اینکه بتوانند انتقال داروها را از طریق پوست آسان تر کنند، یک پچ پوشیدنی ایجاد کرده اند که امواج اولتراسونیک بدون درد را روی پوست اعمال می کند و کانال های ریزی ایجاد می کند که داروها می توانند از آن عبور کنند. محققان می‌گویند این رویکرد می‌تواند خود را به ارائه درمان‌هایی برای انواع بیماری‌های پوستی کمک کند، و همچنین می‌تواند برای ارائه هورمون‌ها، شل‌کننده‌های عضلانی و سایر داروها سازگار شود.
Canan Dagdeviren، دانشیار آزمایشگاه کشت سلول MIT و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید: سهولت استفاده و تکرارپذیری بالا که توسط این سیستم ارائه می‌شود، جایگزینی را برای بیماران و مصرف‌کنندگانی که از بیماری‌های پوستی و پیری زودرس پوست رنج می‌برند، ارائه می‌کند. ارائه داروها به این روش می تواند سمیت سیستمیک کمتری داشته باشد و محلی تر، راحت تر و قابل کنترل تر است.
دستیاران تحقیقاتی MIT چیا چن یو و آستا شاه نویسندگان اصلی مقاله هستند که در Advanced Materials به عنوان بخشی از مجموعه Rising Stars مجله که کار برجسته محققان را در مراحل اولیه حرفه مستقل خود به نمایش می گذارد، ظاهر می شود. از دیگر نویسندگان MIT می‌توان به کالین مارکوس، دستیار پژوهشی و دکتر عثمان گونی نیم، پسا دکترا اشاره کرد. نیکتا امیری، آمیت کومار بهادیا و امین کرمی از دانشگاه بوفالو نیز نویسندگان این مقاله هستند.
تقویت کنندگی با امواج صوتی
محققان این پروژه را به عنوان اکتشاف راه های جایگزین برای تحویل دارو آغاز کردند. بیشتر داروها به صورت خوراکی یا داخل وریدی تحویل می‌شوند، اما پوست مسیری است که می‌تواند داروی بسیار هدفمندتری را برای کاربردهای خاص ارائه دهد.
شاه می‌گوید: مزایای اصلی انتقال دارو از سطح پوست این است که کل دستگاه گوارش را دور می‌زنید. با روش دریافت خوراکی، باید دوز بسیار بیشتری را به منظور جبران خسارتی که در سیستم معده داشتید، تحویل دهید. این یک روش بسیار هدفمندتر و متمرکزتر برای تحویل دارو است.
نشان داده شده است که قرار گرفتن در معرض اولتراسوند باعث افزایش نفوذپذیری پوست در برابر داروهای کوچک مولکول می شود، اما بیشتر تکنیک های موجود برای انجام این نوع دارورسانی به تجهیزات حجیم نیاز دارند. تیم MIT می‌خواست راهی برای انجام این نوع دارورسانی از طریق پوست با یک پچ سبک وزن و پوشیدنی ارائه کند که استفاده از آن را برای کاربردهای مختلف آسان‌تر کند.
دستگاهی که آنها طراحی کردند شامل یک وصله است که با چندین مبدل پیزوالکتریک دیسکی شکل تعبیه شده است که می تواند جریان الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند. هر دیسک در یک حفره پلیمری که حاوی مولکول های دارو حل شده در محلول مایع است، جاسازی شده است. هنگامی که یک جریان الکتریکی به عناصر پیزوالکتریک اعمال می شود، آنها امواج فشاری را در مایع ایجاد می کنند و حباب هایی را ایجاد می کنند که بر روی پوست می ترکند. این حباب‌های در حال ترکیدن ریزجت‌های مایعی تولید می‌کنند که می‌توانند از طریق لایه بیرونی سخت پوست، لایه شاخی پوست، به قسمت های داخلی تر پوست نفوذ کنند.
کرمی می‌گوید: این کار دری را برای استفاده از ارتعاشات برای افزایش تحویل دارو باز می‌کند. پارامترهای مختلفی وجود دارد که منجر به تولید انواع مختلف الگوهای موجی شکل می‌شود. هر دو جنبه مکانیکی و بیولوژیکی تحویل دارو را می‌توان با این مجموعه ابزار جدید بهبود بخشید.
این پچ از PDMS ساخته شده است، پلیمری بر پایه سیلیکون که می تواند بدون چسب به پوست بچسبد. در این مطالعه، محققان این دستگاه را با ارائه ویتامین B به نام نیاسینامید، یکی از مواد تشکیل دهنده بسیاری از ضد آفتاب ها و مرطوب کننده ها، آزمایش کردند.
در آزمایش‌هایی که روی پوست خوک انجام شد، محققان نشان دادند که وقتی نیاسینامید را با استفاده از پچ اولتراسوند تحویل دادند، مقدار دارویی که به پوست نفوذ می‌کرد ۲۶ برابر بیشتر از مقداری بود که می‌توانست بدون کمک اولتراسونیک از پوست عبور کند.
محققان همچنین نتایج حاصل از دستگاه جدید خود را با میکرونیدلینگ مقایسه کردند، روشی که گاهی برای تحویل دارو از طریق پوست استفاده می‌شود، که شامل سوراخ کردن پوست با سوزن‌های مینیاتوری است. محققان دریافتند که پچ آنها قادر است همان مقدار نیاسینامید را در 30 دقیقه تحویل دهد که می تواند با میکروسوزن ها در یک دوره شش ساعته تحویل داده شود.
تحویل محلی دارو
با نسخه فعلی دستگاه، داروها می‌توانند چند میلی‌متر به داخل پوست نفوذ کنند، که این روش را به طور بالقوه برای داروهایی که به صورت موضعی در پوست عمل می‌کنند مفید می‌کند. داروها می توانند شامل نیاسینامید یا ویتامین C باشند که برای درمان لکه های پیری پوست یا سایر نقاط تیره روی پوست استفاده می شود یا داروهای موضعی که برای بهبود سوختگی استفاده می شود.
با تغییرات بیشتر برای افزایش عمق نفوذ، این تکنیک همچنین می تواند برای داروهایی که نیاز به رسیدن به جریان خون دارند، مانند کافئین، فنتانیل یا لیدوکائین استفاده شود. Dagdeviren همچنین پیش بینی می کند که این نوع پچ می تواند برای تحویل هورمون هایی مانند پروژسترون مفید باشد. علاوه بر این، محققان اکنون در حال بررسی امکان کاشت دستگاه‌های مشابه در داخل بدن برای ارائه داروهایی برای درمان سرطان یا سایر بیماری‌ها هستند.
محققان همچنین در حال کار بر روی بهینه سازی بیشتر پچ پوشیدنی هستند، به این امید که به زودی آن را روی داوطلبان انسانی آزمایش کنند. آنها همچنین قصد دارند آزمایش‌های آزمایشگاهی را که در این مطالعه انجام دادند، با مولکول‌های دارویی بزرگتر تکرار کنند.
شاه می گوید: پس از اینکه پروفایل های نفوذ دارو را برای داروهای بسیار بزرگتر مشخص کردیم، سپس خواهیم دید که کدام کاندیدها، مانند هورمون ها یا انسولین، می توانند با استفاده از این فناوری تحویل داده شوند تا جایگزینی بدون درد برای کسانی که در حال حاضر مجبور به تزریق به صورت روزانه و توسط خود بیمار هستند ارائه شود.
منبع: Advanced Materials
مترجم: کیانوش کرمی