A gyógyszeradagolás minden modern, non-invazív módszere általában egy célzott rendszert képvisel
Nanodelekció és hidrogélek
Nanomedicina és nanoszállító rendszer -viszonylag új, de gyorsan fejlődő tudományág. A nanoméretű tartományba tartozó anyagokat diagnosztikai eszközökként vagy terápiás szerek célzott eljuttatására használják a kívánt szervbe, állandó orvosi felügyelet mellett. A nanotechnológia számos előnnyel rendelkezik a krónikus emberi betegségek kezelésében a specifikus és célzott gyógyszeradagolás révén.
A természetes vegyületek már megmutatták magas szintjükethatékonysága a rák, cukorbetegség, szív- és érrendszeri, gyulladásos és mikrobiális betegségek kezelésében. Ennek főként az az oka, hogy a természetes összetevőkön alapuló gyógyszerek alacsonyabb toxicitásúak és mellékhatások, viszonylag olcsók és jó terápiás potenciált mutatnak.
Azonban a biokompatibilitással kapcsolatos kérdéseka természetes vegyületek nagy problémát jelentenek gyógyszerként történő alkalmazás esetén. Ebből következően sok természetes vegyület nem megy át klinikai vizsgálati szűrőn kizárólag ebből az okból. A gyógyszerek injekcióval történő beadása vagy hagyományos filmtabletták alkalmazásával komoly problémák merülnek fel, beleértve az in vivo instabilitást, a rossz biológiai hozzáférhetőséget és oldhatóságot, a szervezetben nem megfelelő felszívódást, valamint a gyógyszerek lehetséges mellékhatásait.
In vivo (páncélból - "élőben")- „élő szervezet belsejében” vagy „sejt belsejében”.
Az in vivo tudományban kísérleteket kell végezniaz élő szöveteken (vagy azokon belül) in vivo. A kifejezés ilyen használata kizárja az élő szervezet egy részének használatát (ahogyan azt in vitro tesztek során végzik) vagy egy halott szervezet használatát. Az állatkísérletek és a klinikai vizsgálatok az in vivo kutatási formák.
Sem az injekciók, sem a tabletták nem gátoltakgyógyszert a szükséges szervben vagy területen. Következésképpen az új gyógyszeradagoló rendszerek alkalmazása a test egyes részeinek megcélzása lehet olyan megoldás, amely megoldhatja ezeket a kritikus problémákat. A nanotechnológia fontos szerepet játszik a fejlett gyógyszerekben, amelyek célja a gyógyszerek szabályozott kibocsátása a szervezetben.
Miért nem javít néha a tabletták szedése egyáltalán a beteg állapotán?
Az első ok meglehetősen banális - néhánya gyógyszerek akkor fejtik ki hatásukat a legjobban, ha a nap bizonyos szakaszaiban vagy étkezés közben veszik be. Előfordulhat, hogy az emberek egyszerűen elfelejtik időben bevenni a gyógyszereket, vagy nem veszik kellőképpen figyelembe az orvos utasításait a gyógyszerek szedésének időzítésével kapcsolatban, ami nem a terapeuta tétlen szeszélye. Ezenkívül a vitaminok vagy étrend-kiegészítők párhuzamos bevitele is befolyásolhatja más szedett gyógyszerek felszívódását. Ráadásul a betegek néha figyelmetlenek az ajánlott diétával kapcsolatban, és nem tartják be, annak ellenére, hogy az élelmiszerek befolyásolhatják a gyógyszerek befogadását vagy hatását. Hormonális problémák, rossz anyagcsere, rossz alvás, magas vérnyomás vagy emésztőrendszeri instabilitás is megváltoztathatja a gyógyszerek hatását, ezért a gyógyszerek felírása előtt az orvos mindig kérdéseket tesz fel a betegnek az általános állapotára vonatkozóan. A fenti problémák bármelyike jelentős oknak tekinthető a kezelési rend vagy az előírt gyógyszer adagolásának megváltoztatására.
A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy az anyagok aA hidrogél formával különféle gyógyszerek és anyagok a gyomron keresztül lúgosabb környezetbe juttathatók. A hidrogélek háromdimenziós, polimer hálózatok, amelyekről úgy tartják, hogy nagymértékben áteresztőek a különféle gyógyszervegyületek számára, és ellenállnak a savas környezetnek és megduzzadnak, ezáltal csapdába esett molekulákat szabadítanak fel hálózati felületükön keresztül.
Hydrogel, a Massachusetts Institute of Technology-ban jött létre. Fotó: MIT
A gél kémiai összetételétől függőenKülönböző belső és külső ingerek (például a pH változása, mágneses vagy elektromos tér alkalmazása, hőmérséklet-változás és ultrahangos sugárzás) alkalmazhatók ennek a hatásnak a kiváltására. Ezt követően azonban a rögzített hatóanyag-felszabadulás sebességét kizárólag a polimer hálózat térhálósítási együtthatója határozza meg.
Az elmúlt két évtizedben a kutatásA hidrogél adagolórendszerek elsősorban a poliakrilsav (PAA) fő láncait tartalmazó rendszerekre összpontosítottak. A PAA-hidrogélek ismertek a szuperabszorpciós képességükről és a hosszú polimerhálózatok hidrogénkötésekkel való képződéséről. Ezen kívül kiváló természetes ragasztók tulajdonságai vannak. Ez azt jelenti, hogy hosszú ideig ragaszkodhatnak a gyomor-bél traktus nyálkahártyájához, lassan felszabadítva a kapszulázott gyógyszereket.
tapadó- olyan anyag, amely képes az anyagok összekapcsolásárafelületi tapadás. A ragasztók lehetnek természetesek vagy szintetikusak. A ragasztó rögzítő hatása azon alapul, hogy molekuláris kötések jönnek létre a ragasztóanyag és az összeillesztendő anyagok felületei között. A ragasztóval töltött mikroérdesség növeli a szomszédos felületek érintkezési felületét. A ragasztó megkeményedése után összetapadnak.
1997-ben az egyetem vegyészmérnökeiPurdue, West Lafayette, Indiana, vezette Nicholas A. Peppas. Ez a rendszer tartalmaz egy inzulintartalmú "tartályt", amelyet egy hidrogélmembrán képez, amelyben glükóz-oxidáz került.
Ellentétben a hidrogél rendszerekkela duzzadáskor csapdába esett gyógyászati anyagokat szekretálunk, ez a rendszer ellentétes módon működik, összenyomva a membrán "kapuját". Ennek a mechanizmusnak a pontos indítása magában foglalja a savas környezet kialakítását a gél körül. Ez akkor érhető el, ha a test magas cukortartalmú; A glükóz kölcsönhatásba lép az immobilizált glükóz-oxidázzal a kapun, így glükonsavat képez, amely viszont csökkenti a szervezet pH-ját és a kapu nyitását okozza. Így a saját glükózszintje meghatározza és irányítja az inzulin beadását. A kutatók jelenleg tanulmányozzák, hogyan lehet pontosan szabályozni a gyógyszerszállítás sebességét, figyelembe véve a változó kapu méretét, az inzulin koncentrációját és a sebességet, amellyel a kapu nyit és zár.
Tabletta egy karakterláncon
Kihívás a szállítási rendszerek fejlesztése soránAz olyan betegségek, mint a tuberkulózis, kezelésére szolgáló gyógyszerek alkalmazásának célja, hogy egyensúlyba hozza az adagolás egyszerűségét és biztonságosságát, valamint több szinten optimalizálja a gyógyszeradagolást. A kezelés intenzív szakaszában egy 60 kg-os tuberkulózisos beteg egy hónap alatt közel 100 g antibiotikumot fogyaszt be. A gyógyszerek gyomor-bél traktuson keresztül történő bevétele számos előnnyel jár, beleértve az egyszerű beadást, az anyagok széles skálájával szembeni immuntoleranciát, valamint a dózis optimalizálásának lehetőségét grammra, hogy megfeleljen a meglévő TB kezelési rendeknek.
Savas környezetnek ellenálló rendszer kialakításagyomor (GRS, Gastric rezisztens rendszer - Hi-Tech) célja annak érdekében, hogy a napi gyógyszeres kezelést igénylő betegek időben és teljes körűen részesüljenek. A szó szerint szuperellenálló anyagra – nitinol huzalra – felfűzött tablettákat egy cső segítségével helyezik be az orron keresztül, amelyet a rendszer elhelyezése után eltávolítanak. A GRS a gyomorüregben van a gyógyszerek szedésének teljes időtartama alatt, és szisztematikusan felszívódik a gyomor falán. A kezelés befejezése után a pácienst visszahelyezik egy csőbe, amelynek végén visszakereső eszköz található, hogy rögzítse és eltávolítsa a GRS-t a gyomorüregből. A keresőeszköz egy érzékelőből és egy mágnesből áll, amely képes észlelni a GRS mindkét végén lévő mágneseket, és azokhoz csatlakozni. Az alábbi képen látható pontozott körök a keresőkészülék és a GRS összekapcsolását jelzik. Szintén láthatók a GRS mindkét végének alkatrészei - ragasztó, rögzítő és polikaprolakton dugó.
GRS a nitinol doboz szuperelaszticitása miatta nyelőcsőn való áthaladás után a gyomorüregben kialakuló kompakt elrendezéshez hajlítsa vissza az eredeti spirális alakját, ami segít elkerülni az idegesség és a kényelmetlenség érzését a betegekben. A rendszert 30-75 kg súlyú sertéseken teszteltük. Az állatok gyomor nyálkahártyáján a rendszer hosszú távú tartózkodása után nem volt károsodás, erózió vagy fekély. Emellett nem tapasztaltak súlyvesztést, a gyomor-bél traktus elzáródásának jeleit vagy az élelmiszer vagy folyadékok áthaladásának korlátozását. A rendszer tablettáit úgy állítjuk elő, hogy a gyógyszereket szilikonokkal keverjük, továbbá polimer bevonattal vannak bevonva. Az egyes tabletták átmérője 4 mm.
betoldott
A tudósok nagy reményeket fűznek ehhez a rendszerheza tuberkulózis elleni küzdelem eszközeként, elsősorban a DOTS program keretében. 1994-ben a WHO jóváhagyta a közvetlen megfigyelési rövid tanfolyam (DOTS) stratégiát, amelyet mára világszerte elfogadnak. A DOTS magában foglalja az orális kombinált tuberkulózis elleni gyógyszerek szedését egy kijelölt klinikán egy egészségügyi szakemberrel minden nap vagy hetente háromszor. Jelenleg jelentős infrastruktúra szükséges megfelelő személyzettel rendelkező egészségügyi személyzettel a kívánt eredmények eléréséhez, de a GRS nem igényel heti kórházi monitorozást.
A "Hightech" már írt arról, hogy a csoportA Kaliforniai Egyetem kutatói egy reaktív tabletta kifejlesztését mutatták be, amely titán-dioxid és magnézium nanorészecskék segítségével gyógyszereket szállít.
A rák diagnózisának és kezelésének innovatív módszerei
- Folyékony biopszia.A kaliforniai és a Sun Yatsen egyetemek tudósaikifejlesztett egy új módszert a májrák diagnosztizálására. Ez a módszer a tumor DNS vérvizsgálatban történő kimutatásán alapul. A folyékony biopsziák kimutatják a vérbe belépő tumor genetikai anyagának töredékeit. Az ilyen biopsziák minimálisan invazívak és lehetővé teszik az orvosok számára, hogy valós időben nyomon követhessék a daganat molekuláris változásait. Egy olyan tumort azonosíthat, amely még nem látható az MRI-n. Ezen túlmenően, egy ilyen tanulmány segítségével megtudhatja, hogy ez a daganat rosszindulatú-e vagy sem. Egy hagyományos biopszia csak erre a kérdésre válaszolhat egy adott elemre, amelyet az elemzéshez vettünk. Tanulmányukban a kutatók több százezer vérmintát elemeztek egészséges emberekből és májrákos betegekből. Képesek voltak azonosítani az adott onkológiai betegségre jellemző metilációs markerek specifikus összetételét. A DNS-metiláció olyan folyamat, amely szabályozhatja a génfejlesztést. A tumor szuppresszor gének fokozott metilációja egyértelmű jel arra, hogy a daganat a szervezetben megjelent.
- Nanogépek, amelyek gyógyszereket szállítanak a rák kezelésére az agyban.Reaktív rákkezelések kifejlesztéseKutatást végeznek a génterápia területén is, amelynek célja a betegségek genetikai okainak csökkentése. A tudósok a nukleinsavon alapuló gyógyszer bevezetésének elvére összpontosítanak - egy kis interferáló RNS, amely egy adott génhez kötődik, és problémákat okoz, és deaktiválja azt. A modern nanorészecskék körülbelül 100 nm szélesek, de néhány rák esetében túl nagyok ahhoz, hogy elérjék a célt. A hasnyálmirigyet rostos szövetek veszik körül, és az agyi rák szorosan kötődik az érrendszeri sejtekhez. Mindkét esetben a rendelkezésre álló rések sokkal kisebbek, mint 100 nm. A tudósok már létrehoztak egy viszonylag kompakt RNS hordozót, amely áthatolhat ezeken a réseken a szövetekben.
- Implantátum rák kezelésére.Az MIT és a Központi KutatócsoportA Massachusetts General Hospital implantátumot fejlesztett ki a kemoterápiás gyógyszerek közvetlen hasnyálmirigydaganatba való befecskendezésére. A kemoterápiás gyógyszerek injekciói nem mindig működnek, mert a daganat kevés eret tartalmaz, és meglehetősen mélyen helyezkedik el – a gyógyszernek túl sok akadályon kell áthaladnia a célpont felé vezető úton. Ezenkívül a hasnyálmirigyet vastag, inas réteg veszi körül, amely megakadályozza a gyógyszerek behatolását. A tudósok által kifejlesztett PLGA filmet vékony csőbe tekerik, katéterbe helyezik, majd beültetik. Amikor a film eléri a mirigyet, kibontakozik és alkalmazkodik a daganat alakjához. A filmre felvitt gyógyszerek meghatározott idő elteltével kezdenek hatni. Az implantátum hátoldalát nem borítják be, hogy minimalizálják a nem kívánt mellékhatásokat.
Nanoplastyri
2019 januárjában David Hoy, tábornokA Vaxxas igazgatója a vakcinák hatékonyságának javítására irányuló munkáról beszélt, a Nanopatch (nano-vakolat - "High-tech") nevű vakcinák szállítására szolgáló új technológiával. A Nanopatch elve az, hogy több ezer mikronát használjon egy kis területen, amely a bőr külső rétegeit súlyos következmények nélkül perforálja. A Nanopatch mikronejtek végein, a vakcina kevés anyagánál, amely közvetlenül reagál a bőrfelület alatti immunsejtekkel. Ez lehetővé teszi, hogy hatékonyan juttasson antigéneket a nyirokcsomókba a gyors immunválasz érdekében. Állatkísérletek során bebizonyosodott, hogy a vakcina jelenlegi dózisának 1/10 és 1/100 közötti mennyisége, amely a szervezetbe bevitt nano-gipsz segítségével, egy teljes dózisnak megfelelő immunválaszt indíthat fecskendővel. Ezen túlmenően a nanováltozásra alkalmazott vakcinák úgy tervezhetők, hogy ne igényeljenek különleges tárolási feltételeket, és ez hatalmas potenciális győzelem a fejlődő országok piacain. Ezen túlmenően, nano-vakolatból történő vakcina előállításához nem kell egészségügyi dolgozók segítségét igénybe vennie, használatának módja olyan egyszerű, hogy otthon használható.
Nano vakolat
A kutatók azt javasolják, hogy mikroszálakat használjanaka retinában szenvedő betegek számára, akiknek az elválasztása miatt fennáll annak a veszélye, hogy elveszíthetik a szemüket, egy olyan gyógyszer, amely megakadályozza ezt a folyamatot, a lucentis. A tűk csak 30 másodpercen belül feloldódnak, és a beteg nem tapasztal fájdalmat.
Emellett nanoplasztikus technológia is használhatófogamzásgátlóként. A nanoplaster mikronejtjei polimerekből készülnek, és hatóanyagként levonorgesztrelt tartalmaznak. A mikronejtek összetevői fokozatosan feloldódnak a vérben, és egy hónapon belül védik a nemkívánatos terhességet.
Talán hamarosan a jövőnk drasztikusmegváltozik. Teljesen másképp fogunk kezelni - a nanocsövek közvetlenül a gyomorba vagy a hidrogél alapú készítményekbe szállítják a gyógyszereket, és otthon fogunk vakcinázni. Ennek ellenére továbbra is fontos, hogy figyelemmel kísérje az egészségét, időben forduljon orvoshoz, és ne csak az új orvosi technológiákra támaszkodjon.