Všechny moderní neinvazivní způsoby podávání léků zpravidla představují cílený systém
Nanodelivery a hydrogely
Nanomedicína a nanodoručovací systém -relativně nový, ale rychle se rozvíjející vědní obor. Materiály v nanoměřítku se používají jako diagnostické nástroje nebo pro cílené dodání terapeutických látek do požadovaného orgánu pod neustálým dohledem lékaře. Nanotechnologie má mnoho výhod při léčbě chronických lidských onemocnění prostřednictvím specifického a cíleného dodávání léků.
Přírodní sloučeniny již ukázaly své vysoké hodnotyúčinnost při léčbě rakoviny, cukrovky, kardiovaskulárních, zánětlivých a mikrobiálních onemocnění. Je to především proto, že léky na bázi přírodních složek mají nižší toxicitu a vedlejší účinky, jsou relativně levné a vykazují dobrý terapeutický potenciál.
Problémy související s biokompatibilitoupřírodní sloučeniny jsou velkým problémem při užívání jako léčiva. V důsledku toho mnoho přírodních sloučenin nepodléhá filtru pro klinické zkoušky pouze z těchto důvodů. Zavedení léčiv do těla injekcemi nebo použitím běžných filmem potažených tablet vytváří vážné problémy, včetně nestability in vivo, špatné biologické dostupnosti a rozpustnosti, nedostatečné absorpce v těle, jakož i možných vedlejších účinků léčiv.
In vivo (z brnění. - "in (on) live")- „uvnitř živého organismu“ nebo „uvnitř buňky“.
V in vivo vědě znamená provádění experimentůna (nebo uvnitř) živé tkáně in vivo. Takové použití termínu vylučuje použití části živého organismu (jak to je děláno in vitro testy) nebo použití mrtvého organismu. Testy na zvířatech a klinické studie jsou formy in vivo výzkumu.
Ani injekce ani tabletky nezaručilyléky v požadovaném orgánu nebo oblasti. V důsledku toho může být volba nových systémů pro podávání léků k cílení na konkrétní části těla možností, která může tyto kritické problémy vyřešit. Nanotechnologie hraje důležitou roli v pokročilých lécích zaměřených na řízené uvolňování léků uvnitř těla.
Proč užívání pilulek někdy vůbec nezlepší stav pacienta?
První důvod je docela banální - nějakýléky fungují nejlépe, když se užívají v určitou denní dobu nebo s jídlem. Lidé mohou jednoduše zapomenout vzít léky včas nebo nevěnovat náležitou pozornost pokynům lékaře o tom, kdy léky užívat, což není planý rozmar terapeuta. Navíc i souběžný příjem vitamínů nebo doplňků stravy může ovlivnit rychlost vstřebávání jiných užívaných léků. Navíc pacienti někdy nedbalí na doporučenou dietu a nedodržují ji, přestože potraviny mohou ovlivnit, jak tělo léky přijímá nebo jak fungují. Účinek léků mohou změnit i hormonální problémy, špatný metabolismus, špatný spánek, vysoký krevní tlak nebo nestabilita trávicího traktu, proto se lékař vždy před předepsáním léků pacienta ptá na jeho celkový stav. Kterýkoli z výše uvedených problémů může být považován za významný důvod ke změně léčebného režimu nebo dávkování předepsaného léku.
Nedávné studie ukázaly, že materiály vhydrogelová forma může být použita k dodání různých léků a látek žaludkem do zásaditějšího prostředí. Hydrogely jsou trojrozměrné, polymerní sítě, které jsou považovány za vysoce propustné pro různé lékové sloučeniny a mohou odolávat kyselému prostředí a bobtnat, čímž uvolňují zachycené molekuly přes jejich síťový povrch.
Hydrogel, vytvořený na Massachusetts Institute of Technology. Foto: MIT
V závislosti na chemickém složení geluK aktivaci tohoto efektu mohou být použity různé vnitřní a vnější podněty (například změny pH, aplikace magnetického nebo elektrického pole, změny teploty a ultrazvukové záření). Po této době je však rychlost zachyceného uvolňování léčiva určena pouze koeficientem zesítění polymerní sítě.
Během posledních dvou desetiletí výzkumuHydrogel dodávající systémy se zaměřily především na systémy obsahující hlavní řetězce kyseliny polyakrylové (PAA). PAA hydrogely jsou známy svou superabsorbční schopností a schopností tvořit dlouhé polymerní sítě pomocí vodíkových vazeb. Kromě toho mají vlastnosti vynikajících přírodních lepidel. To znamená, že se mohou držet na sliznici gastrointestinálního traktu po dlouhou dobu, pomalu uvolňující zapouzdřené léky.
Lepidlo- látka schopná spojovat materiály pomocípovrchová přilnavost. Lepidla mohou být přírodní nebo syntetická. Upevňovací účinek lepidla je založen na vytvoření molekulárních vazeb mezi lepidlem a povrchy spojovaných materiálů. Mikrodrsnost vyplněná lepidlem zvyšuje kontaktní plochu mezi sousedními povrchy. Po vytvrzení lepidla se slepí.
V roce 1997 chemičtí inženýři z univerzityPurdue ve West Lafayette, Indiana, vedený Nicholasem A. Peppasem, popsal syntézu hydrogelu citlivého na glukózu, který může být použit k injekční aplikaci inzulínu do diabetických pacientů s použitím interního spouští pH. Tento systém obsahuje "rezervoár" obsahující inzulín tvořený hydrogelovou membránou, do které byla umístěna oxidáza glukózy.
Na rozdíl od hydrogelových systémů, kterépři opuchu vylučují uvězněné léčivé látky, tento systém funguje opačným způsobem a stlačuje membránové "brány". Přesná spoušť pro tento mechanismus zahrnuje vytvoření kyselého prostředí kolem gelu. Toho je dosaženo, když tělo produkuje vysoké hladiny cukru; glukóza interaguje s imobilizovanou oxidázou glukózy v bráně a tvoří kyselinu glukonovou, která zase snižuje tělesné pH a způsobuje otevření brány. Tudíž vaše vlastní hladiny glukózy určují a řídí podávání inzulínu. Vědci v současné době zkoumají způsoby, jak přesně kontrolovat rychlost podávání léků, s přihlédnutím k účinkům měnící se velikosti brány, koncentraci zachyceného inzulínu a rychlosti, s jakou se brána může otevřít a zavřít.
Tablety na provázku
Výzva při vývoji doručovacích systémůLéků k léčbě nemocí, jako je tuberkulóza, je vyvážit snadnost a bezpečnost podávání a optimalizovat dávkování léku na více úrovních. Během intenzivní fáze léčby přijme 60kg pacient s tuberkulózou za měsíc téměř 100 g antibiotik. Užívání léků gastrointestinálním traktem nabízí mnoho výhod, včetně snadného podávání, imunotolerance k široké škále materiálů a schopnosti optimalizovat dávkování až na gramy, aby odpovídaly existujícím léčebným režimům TBC.
Vývoj systému odolného vůči kyselému prostředížaludku (GRS, Gastric resistant system - Hi-Tech), se provádí s cílem poskytnout pacientům, kteří potřebují každodenní medikaci, včasnou a kompletní léčbu. Tablety doslova navlečené na superodolném materiálu - nitinolovém drátu se vkládají nosem pomocí hadičky, která se po umístění systému vyjme. GRS je v žaludeční dutině po celou předepsanou dobu užívání léků, léky se systematicky vstřebávají stěnami žaludku. Po dokončení léčby je pacient umístěn zpět do zkumavky s vytahovacím zařízením na konci, aby se připojil a odstranil GRS z dutiny žaludku. Vyhledávací zařízení se skládá ze senzoru a magnetu, který dokáže detekovat a připevnit magnety na obou koncích GRS. Tečkované kroužky na obrázku níže označují spojení vyhledávacího zařízení s GRS. Také jsou zobrazeny součásti obou konců GRS - lepidlo, držák a polykaprolaktonová zátka.
GRS v důsledku superelasticity nitinolu můžestočit zpět do svého původního spirálového tvaru pro kompaktní uspořádání v žaludeční dutině po průchodu jícnem, který by měl pomoci vyhnout se pocitu cizího a nepohodlí u pacientů. Systém byl testován na prasatech o hmotnosti od 30 do 75 kg. Po dlouhém pobytu systému v žaludku na sliznicích žaludku zvířat nedošlo k žádnému poškození, erozi nebo ulceraci. Kromě toho nezažili ztrátu hmotnosti, známky obstrukce gastrointestinálního traktu nebo omezení průchodu potravy nebo tekutin. Tablety pro systém jsou vyrobeny smícháním léčiv se silikony, navíc jsou potaženy polymerním povlakem. Průměr každé tablety je 4 mm.
Boční panel
Vědci do tohoto systému vkládají velké nadějejako prostředek boje proti tuberkulóze, především v rámci programu DOTS. V roce 1994 WHO schválila strategii krátkého kurzu přímého pozorování (DOTS), která je nyní celosvětově přijata. DOTS zahrnuje užívání perorálních kombinovaných léků proti TBC na určené klinice se zdravotníkem každý den nebo třikrát týdně. V současné době je k dosažení požadovaných výsledků zapotřebí významná infrastruktura s adekvátně personálně obsazeným zdravotnickým personálem, ale GRS nevyžaduje týdenní monitorování nemocnice.
"Hightech" již psal o tom, jak skupinaVýzkumníci z University of California představili vývoj reaktivní tablety, která s pomocí oxidu titaničitého a nanočástic hořčíku dodá léky.
Inovační metody diagnostiky a léčby rakoviny
- Tekutá biopsie.Vědci z univerzit v Kalifornii a Sun Yatsenvyvinuli novou metodu pro diagnostiku rakoviny jater. Tato metoda je založena na detekci nádorové DNA v krevním testu. Kapalné biopsie detekují fragmenty genetického materiálu nádoru, který vstoupil do krve. Tyto biopsie jsou minimálně invazivní a umožňují lékařům sledovat v reálném čase molekulární změny v nádoru. Můžete identifikovat nádor, který ještě není viditelný na MRI. Kromě toho můžete prostřednictvím takové studie zjistit, zda je tento nádor zhoubný nebo ne. Konvenční biopsie může na tuto otázku odpovědět pouze na určitý kus nádoru, který byl odebrán pro analýzu. Výzkumníci ve své studii analyzovali stovky tisíc vzorků krve od zdravých lidí a pacientů trpících rakovinou jater. Byli schopni identifikovat specifické složení methylačních markerů, které jsou v tomto onkologickém onemocnění vlastní. Methylace DNA je proces, který může regulovat generování genů. Zvýšená methylace nádorových supresorových genů je jasným znakem toho, že se v těle objevil nádor.
- Nanostroje, které dodávají léky k léčbě rakoviny v mozku.Vyvinout reaktivní léčbu rakovinyProbíhá také výzkum v oblasti genové terapie, jejímž cílem je snížení genetických příčin nemocí. Vědci se zaměřují na princip zavedení léku na bázi nukleové kyseliny do krevního oběhu - malé interferující RNA, která se váže na specifický gen způsobující problémy a deaktivuje ho. Moderní nanočástice jsou široké asi 100 nm, ale pro některé druhy rakoviny jsou příliš velké, aby dosáhly cíle. Rakovina slinivky břišní je obklopena vláknitými tkáněmi a rakovina mozku je pevně spojena s vaskulárními buňkami. V obou případech jsou dostupné mezery mnohem menší než 100 nm. Vědci již vytvořili poměrně kompaktní nosič RNA, který může těmito mezerami v tkáních proniknout.
- Implantát pro léčbu rakoviny.MIT a Central Research GroupMassachusetts General Hospital vyvinula implantát pro injekci chemoterapeutických léků přímo do nádoru slinivky. Injekce chemoterapeutických léků ne vždy fungují, protože nádor obsahuje málo krevních cév a je umístěn poměrně hluboko – lék musí na cestě ke svému cíli projít přes příliš mnoho překážek. Kromě toho je slinivka obklopena silnou, šlachovitou vrstvou, která zabraňuje pronikání léků. Film PLGA vyvinutý vědci je srolován do tenké hadičky a vložen do katétru, načež je implantován. Když se film dostane do žlázy, rozvine se a přizpůsobí se tvaru nádoru. Léky aplikované na film začnou působit po určité době. Zadní strana implantátu jimi není pokryta, aby se minimalizovaly nežádoucí vedlejší účinky.
Nano-omítky
V lednu 2019 David Hoy, generálŘeditel společnosti Vaxxas hovořil o práci na zlepšení účinnosti očkovacích látek pomocí nové technologie pro dodávání vakcín nazvaných Nanopatch (nano-omítka - „High-tech“). Principem Nanopatch je použití tisíců mikronů v jedné malé oblasti, které perforují vnější vrstvy kůže bez závažných následků. Na koncích mikromolekul Nanopatch, skromná látka vakcíny, která reaguje s imunitními buňkami přímo pod povrchem kůže. To vám umožní efektivně dodávat antigeny do lymfatických uzlin pro rychlou imunitní reakci. Během testů na zvířatech bylo prokázáno, že pouze 1/10 až 1/100 současné dávky vakcíny, která vstoupila do těla pomocí nanoplastiky, může vyvolat imunitní odpověď ekvivalentní plné dávce injekční stříkačkou. Kromě toho mohou být vakcíny aplikované na nanopayment navrženy tak, aby nevyžadovaly zvláštní podmínky skladování, a to je obrovský potenciální vítězství pro trhy rozvojových zemí. Kromě toho, aby si vakcínu z nano-omítky, nebudete muset uchýlit k pomoci zdravotnických pracovníků, způsob jeho použití je tak jednoduché, že lze použít doma.
Nano omítka
Výzkumníci navrhli použití mikronůlék, který může tomuto procesu zabránit, je dodáván pacientům na sítnici, kterým hrozí ztráta zraku v důsledku jeho odchlípení. Jehly se budou rozpouštět během pouhých 30 sekund a pacient nebude trpět bolestí.
Lze použít také nanoplastickou technologiijako antikoncepce. Mikrotrubičky nanoplasteru jsou vyrobeny z polymerů a obsahují účinnou látku levonorgestrel. Složky mikronů se postupně rozpouštějí v krvi a během jednoho měsíce chrání před nechtěným těhotenstvím.
Snad brzy bude naše budoucnost drastickyse změní. Budeme s nimi zacházet zcela jinak - nanotrubičky dodají léky přímo do žaludku nebo ve formě přípravků na bázi hydrogelů a očkujeme se doma. Navzdory tomu bude stále důležité sledovat vaše zdraví, včas se poradit s lékařem a nejen se spoléhat na nové lékařské technologie.