Miten ei-invasiiviset lääkehoidon menetelmät: huumeiden, hydrogeelien ja nano-rappausten nano-antaminen

Kaikki nykyaikaiset ei-invasiiviset lääkehoidon menetelmät ovat pääsääntöisesti tavoitejärjestelmä

lääkkeiden toimitus. Tämä tarkoittaa lääkkeiden tai aineiden selektiivistä kuljetusta tarvittaviin kudoksiin, elimiin ja soluihin eri kantaja-autojen kautta. Tällaiset mekanismit parantavat tavanomaisten lääkeaineiden farmakologisia ja terapeuttisia ominaisuuksia ja voittavat sellaiset ongelmat kuin rajoitettu liukoisuus, lääkeaineen aggregaatio, lääkkeen riittämätön jakautuminen kudoksiin ja kyvyttömyys valita pistehoitoalue, säätää lääkkeen eliminaatiota ja vähentää naapurisolujen vaurioitumista. Ei-invasiiviset menetelmät voivat lisätä lääkkeen altistumisaikaa loukkaantumispaikassa ja lisätä aineen optimaalisen konsentraation.

Nanotoimitus ja hydrogeelit

Nanomedicin ja nanorakenteen järjestelmä -suhteellisen uusi, mutta nopeasti kehittyvä tieteenala. Nanoskaalojen materiaaleja käytetään diagnostisina työkaluina tai kohdennettujen terapeuttisten aineiden toimittamiseen tarvittavaan elimeen lääkärin tarkassa valvonnassa. Nanoteknologialla on monia etuja kroonisten ihmisten sairauksien hoidossa spesifisen ja kohdennetun lääkeaineen toimittamisen avulla.

Luonnolliset yhdisteet ovat jo osoittaneet korkeansatehokkaasti syövän, diabeteksen, sydän-, verisuoni-, tulehdus- ja mikrobisairauksien hoidossa. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että luonnollisiin ainesosiin perustuvilla lääkkeillä on pienempi toksisuus ja sivuvaikutukset, ne ovat suhteellisen edullisia ja niillä on hyvä terapeuttinen potentiaali.

Biologiseen yhteensopivuuteen liittyvät kysymykset ovat kuitenkinluonnolliset yhdisteet ovat suuri ongelma, kun niitä käytetään lääkkeinä. Näin ollen monet luonnolliset yhdisteet eivät läpäise kliinistä tutkimusta vain näistä syistä. Lääkkeiden tuonti kehoon injektioiden avulla tai tavanomaisilla kalvopäällysteisillä tableteilla aiheuttaa vakavia ongelmia, mukaan lukien epävakaus in vivo, huono biologinen hyötyosuus ja liukoisuus, riittämätön imeytyminen kehossa sekä lääkkeiden mahdolliset sivuvaikutukset.

In vivo (panssarista. - "in (live)") - "elävän organismin sisällä" tai "solun sisällä".

In vivo tiede tarkoittaa kokeiden suorittamista(tai sisäpuolella) elävässä kudoksessa in vivo. Termin tällainen käyttö ei sisällä elävän organismin osan käyttöä (kuten se tehdään in vitro -testissä) tai kuolleen organismin käyttöä. Eläinkokeet ja kliiniset tutkimukset ovat in vivo -tutkimusten muotoja.

Ei injektioita eikä pillereitä taatalääkkeitä vaaditulla elimellä tai alueella. Näin ollen uusien lääkeaineen jakelujärjestelmien käyttö kehon tiettyihin osiin voi olla vaihtoehto, joka voi ratkaista nämä kriittiset ongelmat. Nanoteknologialla on tärkeä rooli pitkälle kehitetyissä lääkkeissä, joiden tarkoituksena on valvoa lääkkeiden vapautumista kehossa.

Miksi pillereiden ottaminen joskus ei paranna potilaan tilaa lainkaan?

Ensimmäinen syy on melko tavallinen - jotkutlääkkeet toimivat parhaiten, kun niitä käytetään tiettynä ajankohtana tai aterioiden yhteydessä. Ihmiset voivat vain unohtaa ottaa lääkkeen ajoissa tai kiinnittämättä huomiota lääkärin antamiin ohjeisiin huumeiden ottamisen ajankohdasta, joka ei ole terapeutin tyhjä kapina. Lisäksi jopa rinnakkainen vitamiinien tai ravintolisien saanti voi vaikuttaa imeytymisnopeuteen ja muihin otettuihin lääkkeisiin. Lisäksi potilaat ovat joskus laiminlyöneet suositeltua ruokavaliota eivätkä noudata sitä huolimatta siitä, että tuotteet voivat vaikuttaa siihen, miten keho ottaa lääkkeitä tai miten ne toimivat. Hormonaaliset ongelmat, huono aineenvaihdunta, huono nukkuminen, korkea verenpaine tai ruoansulatuskanavan epävakaa työ voivat myös muuttaa lääkkeiden vaikutusta, joten lääkäri kysyy aina ennen lääkkeiden määräämistä potilaalle kysymyksiä hänen yleisestä tilastaan. Mitä tahansa edellä mainituista ongelmista voidaan pitää merkittävänä syynä hoito-ohjelman tai määrätyn lääkkeen annoksen muuttamiseen.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että materiaalit ovathydrogeelimuodossa voidaan käyttää erilaisia ​​lääkkeitä ja aineita mahalaukun kautta emäksisempään ympäristöön. Hydrogeelit ovat kolmiulotteisia, polymeeriverkkoja, joiden katsotaan olevan hyvin läpäiseviä erilaisille lääkeaineille, kestävät happaman ympäristön ja turpoavat, mikä vapauttaa loukkuun jääneitä molekyylejä silmäkoonsa.

Hydrogel, luotu Massachusettsin teknologiainstituutissa. Kuva: MIT

Riippuen geelin kemiallisesta koostumuksestaTämän vaikutuksen laukaisemiseksi voidaan käyttää erilaisia ​​sisäisiä ja ulkoisia ärsykkeitä (esimerkiksi pH: n muutoksia, magneetti- tai sähkökentän soveltamista, lämpötilan muutoksia ja ultraäänisäteilyä). Tämän jälkeen määritetyn lääkeaineen vapautumisen nopeus määräytyy yksinomaan polymeeriverkon silloituskertoimen perusteella.

Viimeisten kahden vuosikymmenen aikanaHydrogeelin jakelujärjestelmät ovat keskittyneet ensisijaisesti polyakryylihapon (PAA) pääketjuja sisältäviin järjestelmiin. PAA-hydrogeelit tunnetaan niiden imeytymiskyvystä ja kyvystä muodostaa pitkiä polymeeriverkkoja vetysidosten avulla. Lisäksi niillä on erinomaiset luonnolliset liimat. Tämä tarkoittaa, että ne voivat tarttua ruoansulatuskanavan limakalvoon pitkään, jolloin kapseloidut lääkkeet vapautuvat hitaasti.

tarttuva - aine, joka pystyy yhdistämään materiaalitpintakytkin. Liimat ovat luonnollisia ja synteettisiä. Liiman tarttuva vaikutus perustuu molekyyli- sidosten muodostumiseen sen ja yhdistettyjen materiaalien pintojen välille. Liimalla täytetyt mikroskooppiset epätasaisuudet lisäävät vierekkäisten pintojen välistä kosketusaluetta. Kun liima on kovettu, ne tarttuvat yhteen.

Vuonna 1997 yliopiston kemian insinööritPurdue, West Lafayette, Indiana, ilmoitti Nicholas A. Peppasin johdolla glukoosille herkän hydrogeelin synteesistä, jota voidaan käyttää insuliinin pistämiseen diabeetikoille käyttäen sisäistä pH-liipaisinta. Tässä järjestelmässä on insuliinia sisältävä "säiliö", joka on muodostettu hydrogeelimembraanista, johon on sijoitettu glukoosioksidaasia.

Toisin kuin hydrogeelijärjestelmissäerottaa loukkuun jääneitä lääkeaineita turvotettaessa, tämä järjestelmä toimii päinvastoin, puristamalla kalvon "portit". Tämän mekanismin täsmällinen laukaisu edellyttää hapan ympäristön luomista geelin ympärille. Tämä saavutetaan, kun keho tuottaa runsaasti sokeria; glukoosi vuorovaikutuksessa immobilisoidun glukoosioksidaasin kanssa portissa, muodostaen glukonihappoa, joka puolestaan ​​alentaa kehon pH: ta ja saa portin auki. Siten oman glukoositasosi määrää ja ohjaa insuliinin annostelua. Tutkijat tutkivat parhaillaan tapoja valvoa tarkasti lääkkeen toimituksen nopeutta ottaen huomioon vaihtelevan porttikoon, loukkuun jääneen insuliinikonsentraation ja portin avaamisen ja sulkemisen vaikutukset.

Tabletit merkkijonossa

Toimitusjärjestelmien kehittämisen tehtäväsellaisten sairauksien hoitoon tarkoitetut lääkkeet, kuten tuberkuloosi, on tasapainottaa annostelun yksinkertaisuutta ja turvallisuutta ja optimoida lääkkeiden annostus useilla tasoilla. Intensiivisen hoitovaiheen aikana 60-kiloisen tuberkuloosipotilaan nielaisee lähes 100 g antibiootteja kuukaudessa. Lääkkeen ottaminen ruoansulatuskanavan kautta tarjoaa monia etuja, kuten antamisen helppous, immuunitoleranssi monenlaisille materiaaleille ja kyky optimoida annostus lähimpään grammaan nykyisten tuberkuloosihoito-ohjelmien mukaisesti.

Haponkestävän järjestelmän kehittäminenvatsa (GRS, mahalaukun kestävä järjestelmä - "High-tech") on toteutettu sen varmistamiseksi, että potilaat, jotka tarvitsevat päivittäistä lääkitystä, oikea-aikainen ja täydellinen hoito. Tabletit, jotka on kirjattu kirjaimellisesti superstabiiliin materiaaliin - nitinolilangaan, työnnetään nenän läpi putkella, joka järjestelmän sijainnin jälkeen. GRS on mahalaukussa, kaikki lääkkeiden ottamiseen vaadittu aika, lääkeaineet imeytyvät systemaattisesti mahalaukun seinämien läpi. Hoidon päätyttyä potilas asetetaan jälleen putkeen, jonka päähän on hakulaite GRS: n kiinnittämiseksi ja poistamiseksi mahalaukun ontelosta. Hakulaite koostuu anturista ja magneettista, joka voi havaita ja liittää magneetteja GRS: n kummassakin päässä. Alla olevan kuvan katkoviivat ilmaisevat hakulaitteen ja GRS: n välisen yhteyden. Myös GRS: n molempien päiden komponentit on esitetty - liima, pidike ja polykaprolaktonin korkki.

GRS johtuu nitinolipurkin superelastiteetistakäyrä takaisin alkuperäiseen kierteen muotoonsa kompaktiin järjestelyyn mahalaukussa ruokatorven läpi kulkemisen jälkeen, mikä auttaa välttämään vieraiden tunteiden ja epämukavuuden tunnetta potilailla. Järjestelmä testattiin sioilla, joiden paino oli 30-75 kg. Pitkään pysyneen järjestelmän mahalaukussa eläinten mahalaukun limakalvoille ei ollut vaurioita, eroosioita tai haavaumia. Lisäksi heillä ei ollut painonpudotusta, maha-suolikanavan tukkeutumisen merkkejä tai elintarvikkeiden tai nesteiden kulkeutumisen rajoituksia. Järjestelmän tabletit valmistetaan sekoittamalla lääkkeitä silikonien kanssa, ja lisäksi ne on päällystetty polymeeripinnoitteella. Kunkin tabletin halkaisija on 4 mm.

incut

Tutkijat toivovat tätä järjestelmää hyvin.keinona torjua tuberkuloosia ensisijaisesti DOTS-ohjelman kautta. Maailman terveysjärjestö (WHO) hyväksyi vuonna 1994 suoran tarkkailun strategian lyhyellä hoidolla (DOTS), joka on tällä hetkellä hyväksytty maailmanlaajuisesti. DOTS sisältää suun kautta otettavan tuberkuloosin vastaisten lääkkeiden ottamisen tietyssä klinikassa terveydenhuollon ammattilaisen läsnä ollessa joka päivä tai kolme kertaa viikossa. Tällä hetkellä haluttujen tulosten saavuttaminen edellyttää merkittävää infrastruktuuria, jossa on asianmukaisesti henkilökunta, mutta GRS ei vaadi viikoittaista potilaan valvontaa.

"Hightech" kirjoitti jo ryhmästäKalifornian yliopiston tutkijat esittelivät reaktiivisen tabletin kehittämistä, joka titaanidioksidin ja magnesium nanohiukkasten avulla tuottaa lääkkeitä.

Innovatiiviset syövän diagnoosin ja hoidon menetelmät

  • Nestemäinen biopsia. Kalifornian ja Sun Yatsenin yliopistojen tutkijatovat kehittäneet uuden menetelmän maksasyövän diagnosoimiseksi. Tämä menetelmä perustuu kasvaimen DNA: n havaitsemiseen verikokeessa. Nestemäiset biopsiot havaitsevat veren sisään menevän tuumorin geneettisen materiaalin fragmentit. Tällaiset biopsiat ovat minimaalisesti invasiivisia ja antavat lääkäreille mahdollisuuden seurata kasvaimen molekyylimuutoksia reaaliajassa. Voit tunnistaa kasvaimen, joka ei ole vielä näkyvissä MRI: ssä. Lisäksi tällaisen tutkimuksen avulla voit selvittää tarkalleen, onko tämä kasvain pahanlaatuinen vai ei. Tavanomainen biopsia voi vastata tähän kysymykseen vain tietylle analysoitavaksi otetulle tuumorille. Tutkimuksessaan tutkijat analysoivat satojatuhansia verinäytteitä terveiltä ihmisiltä ja maksasyövästä kärsiviltä potilailta. Ne kykenivät tunnistamaan tämän erityisen onkologisen taudin luontaisen metylaatiomarkkereiden koostumuksen. DNA-metylaatio on prosessi, joka voi säätää geenien muodostumista. Kasvaimen suppressorigeenien lisääntynyt metyloituminen on selvä merkki siitä, että kasvain on esiintynyt kehossa.
  • Nanomachines toimittavat lääkkeitä syövän hoidossa aivoissa. Kehitetään reaktiivisia syövän hoitojaTutkimuksia tehdään myös geeniterapian alalla, jonka tavoitteena on vähentää sairauksien geneettisiä syitä. Tutkijat keskittyvät periaatteeseen ottaa käyttöön nukleiinihappoon perustuva lääke verenkiertoon - pieni häiritsevä RNA, joka sitoutuu tiettyyn geeniin, joka aiheuttaa ongelmia ja deaktivoi sen. Nykyaikaiset nanohiukkaset ovat noin 100 nm leveitä, mutta joillekin syöpille ne ovat liian suuria tavoitteen saavuttamiseksi. Haiman syöpää ympäröivät kuitukudokset, ja aivojen syöpä on tiiviisti yhteydessä verisuonten soluihin. Molemmissa tapauksissa käytettävissä olevat aukot ovat paljon pienempiä kuin 100 nm. Tutkijat ovat jo luoneet melko pienikokoisen RNA-kantajan, joka voi tunkeutua näiden kudosten läpi.
  • Implantti syövän hoitoon. MIT ja Keski-tutkimusryhmäMassachusettsin sairaala on kehittänyt implantin kemoterapian lääkkeiden tuomiseksi suoraan haiman kasvaimeen. Kemoterapian lääkkeiden pistokset eivät aina anna tuloksia, koska kasvain sisältää vain vähän verisuonia ja se sijaitsee riittävän syvällä - lääkkeen on läpäistävä liian monia esteitä tavoitteelle. Lisäksi haima ympäröi paksua, karhennettua kerrosta, joka estää lääkkeiden tunkeutumisen. Tutkijoiden kehittämä PLGA-kalvo rullataan ohueksi putkeksi ja laitetaan katetriin, jonka jälkeen se istutetaan. Kun kalvo saavuttaa rauhanen, se avautuu ja mukautuu kasvain muotoon. Elokuvassa käytetyt lääkkeet alkavat toimia tietyn ajan kuluttua. Implantin kääntöpuoli ei peitä niitä minimoimaan ei-toivotut sivuvaikutukset.

Nanoplastyri

Tammikuussa 2019 David Hoy, kenraaliVaxxasin johtaja kertoi töistä, joilla parannettiin rokotteiden tehokkuutta käyttämällä uutta teknologiaa rokotteiden toimittamiseksi nimeltään Nanopatch (nano-kipsi - "High-tech"). Nanopatchin periaatteena on käyttää tuhansia mikroneuloja yhdellä pienellä alueella, joka rei'ittää ihon ulkokerroksia ilman vakavia seurauksia. Nanopatch-mikroneulojen päissä rokotteen vähäinen aine, joka reagoi suoraan ihon pinnan alla olevien immuunisolujen kanssa. Näin voit tehokkaasti toimittaa antigeenejä imusolmukkeisiin nopeasti immuunivasteen saamiseksi. Eläinkokeiden aikana todettiin, että vain 1/10 - 1/100 rokotteen nykyisestä annoksesta, joka saapui elimistöön nano-kipsin avulla, voi laukaista täyden annoksen vastaavan immuunivasteen ruiskun ruiskulla. Tämän lisäksi nanopalkkioon sovellettavat rokotteet voidaan suunnitella niin, etteivät ne vaadi erityisiä säilytysolosuhteita, ja tämä on valtava potentiaalinen voitto kehitysmaiden markkinoille. Lisäksi, jotta saisit rokotteen nano-kipsistä, sinun ei tarvitse turvautua terveydenhuollon työntekijöiden apuun, sen käyttötapa on niin yksinkertainen, että sitä voidaan käyttää kotona.

Nano-kipsi

Tutkijat ovat ehdottaneet mikroneulojen käyttöäsen antaminen verkkokalvon potilaille, jotka ovat vaarassa menettää silmänsä irtoamisen vuoksi, lääke, joka voi estää tämän prosessin, on lucentis. Neulat liukenevat vain 30 sekunnin kuluessa, eikä potilas kipua.

Myös nanoplastista teknologiaa voidaan käyttääehkäisymenetelmänä. Nanoplasterin mikroneulat on valmistettu polymeereistä, ja ne sisältävät levonorgestreeliä aktiivisena aineena. Mikroneettien komponentit liukenevat vähitellen veressä ja suojaavat kuukauden kuluessa ei-toivotusta raskaudesta.

Ehkä meidän tulevaisuutemme on pianmuuttuu. Meitä kohdellaan täysin eri tavalla - nanoputket antavat lääkkeitä suoraan vatsaan tai hydrogeelipohjaisiin valmisteisiin, ja me rokotamme itsemme kotona. Tästä huolimatta on kuitenkin tärkeää seurata terveyttäsi, kuulla lääkärin hyvissä ajoin eikä luottaa vain uusiin lääketieteellisiin teknologioihin.