現代の非侵襲的な薬物投与方法はすべて、原則として、標的システムを表します。
ナノデリバリーとヒドロゲル
ナノ医療とナノデリバリーシステム -比較的新しいが、急速に発展している科学分野。ナノスケール範囲の材料は、医師の継続的な監督の下で、診断ツールとして、または必要な臓器に治療薬を標的に送達するために使用されます。ナノテクノロジーは、特定の標的を絞った薬物送達を通じてヒトの慢性疾患を治療する上で多くの利点を持っています。
天然化合物はすでに高い効果を示していますがん、糖尿病、心血管疾患、炎症性疾患、微生物疾患の治療における有効性。これは主に、天然成分に基づく薬剤は毒性や副作用が低く、比較的安価で、優れた治療効果を発揮するためです。
しかしながら、生体適合性に関する問題天然化合物は医薬品として使われるとき大きな問題です。その結果、多くの天然化合物は、これらの理由だけで臨床試験フィルターを通過しません。注射または従来のフィルムコート錠の使用による体内への薬物の導入は、インビボでの不安定性、低い生物学的利用能および溶解性、体内での不十分な吸収、ならびに薬物の可能性のある副作用を含む深刻な問題を引き起こす。
in vivo（装甲から - 「in（on）live」）- 「生物の内部」または「細胞の内部」。
in vivo科学では実験を行うことを意味します生体内の生体組織上（または内部）このような用語の使用は、（生体外試験で行われるように）生物の一部の使用または死んだ生物の使用を除外する。動物実験と臨床試験はin vivo研究の一形態です。
注射も薬もヒットを保証するものではありません必要な臓器または領域の薬。その結果、身体の特定の部分を標的とするための新しい薬物送達システムの使用は、これらの重大な問題を解決することができる選択肢となり得る。ナノテクノロジーは、体内への薬物の徐放を目的とした先端薬において重要な役割を果たしています。
薬を服用しても患者の状態がまったく改善されない場合があるのはなぜですか?
最初の理由は非常にありきたりなものです。薬は、一日の特定の時間に、または食事と一緒に服用すると最もよく効果を発揮します。単に時間通りに薬を飲むのを忘れたり、服薬のタイミングに関する医師の指示に十分な注意を払っていないだけかもしれませんが、これは治療者の気まぐれではありません。さらに、ビタミンや栄養補助食品を並行して摂取した場合でも、服用した他の薬の吸収速度に影響を与える可能性があります。さらに、食品が身体の薬の受け入れ方や薬の作用に影響を与える可能性があるにもかかわらず、患者は推奨される食事療法に不注意で従わないことがあります。ホルモンの問題、代謝不良、睡眠不足、高血圧、胃腸の不安定によっても薬の効果が変化する可能性があるため、薬を処方する前に医師は必ず患者に全身状態について質問します。上記の問題のいずれかが、治療計画や処方薬の投与量を変更する重大な理由とみなされる可能性があります。
最近の研究では、材料がヒドロゲルの形態は、さまざまな薬物や物質を胃を通してよりアルカリ性の環境に送達するために使用できます。ヒドロゲルは三次元の高分子ネットワークであり、さまざまな薬物化合物に対する透過性が高く、酸性環境に耐えて膨潤することができ、それによって捕捉された分子をネットワーク表面を通して放出すると考えられています。
マサチューセッツ工科大学で作成されたハイドロゲル。写真：MIT
ゲルの化学組成によって様々な内的および外的刺激（例えば、ｐＨの変化、磁場または電場の印加、温度の変化および超音波放射）を用いてこの効果を引き起こすことができる。しかしながら、これ以降、捕捉された薬物放出速度は、ポリマーネットワークの架橋係数によってのみ決定される。
過去20年間の研究ヒドロゲル送達システムは、主にポリアクリル酸（ＰＡＡ）の主鎖を含むシステムに焦点を合わせてきた。 ＰＡＡヒドロゲルは、それらの超吸収能力および水素結合によって長いポリマーネットワークを形成する能力で知られている。さらに、それらは優れた天然接着剤の性質を有する。これは、それらが胃腸管の粘膜に長期間付着し、封入された薬物をゆっくり放出することを意味する。
接着剤- 材料を結合できる物質表面接着力。接着剤は天然のものでも合成のものでもよい。接着剤の固定効果は、接着剤と接合される材料の表面との間に形成される分子結合に基づいています。接着剤で満たされた微細な凹凸により、隣接する表面間の接触面積が増加します。接着剤が硬化すると、両者がくっつきます。
1997年に、大学からの化学エンジニアインディアナ州ウェストラファイエットのNicholas A. Peppasの指示の下、内部pHトリガーを用いて糖尿病患者にインスリンを注射するのに使用できるグルコース感受性ヒドロゲルの合成について報告されている。この系は、グルコースオキシダーゼが配置されているヒドロゲル膜によって形成されたインスリン含有「リザーバー」を有する。
ハイドロゲルシステムとは異なり腫れたときに閉じ込められた薬用物質を分泌し、このシステムは反対の方法で働き、膜の「ゲート」を圧縮します。このメカニズムの正確な引き金は、ゲルの周りに酸性環境を作り出すことです。これは体が高レベルの砂糖を生産するとき達成されます。グルコースはゲートで固定化されたグルコースオキシダーゼと相互作用してグルコン酸を形成し、それが次に体のpHを下げてゲートを開きます。したがって、あなた自身の血糖値がインスリンの投与を決定し、導きます。研究者らは現在、ゲートサイズの変化、閉じ込められたインスリン濃度、およびゲートの開閉速度の影響を考慮して、ドラッグデリバリーの速度を正確に制御する方法を研究しています。
文字列の錠剤
配信システム開発時の課題結核などの病気を治療する薬剤の重要性は、投与の容易さと安全性のバランスをとり、複数のレベルで薬剤の投与量を最適化することです。集中治療段階では、体重 60 kg の結核患者は 1 か月にほぼ 100 g の抗生物質を摂取します。胃腸管から薬剤を摂取することには、投与の容易さ、さまざまな物質に対する免疫耐性、既存の結核治療計画に合わせてグラム単位で投与量を最適化できることなど、多くの利点があります。
酸性環境に強いシステムの開発胃（GRS、胃耐性システム - ハイテク）は、毎日の薬を必要とする患者にタイムリーで完全な治療を提供するために行われます。錠剤は文字通り超耐久性の素材であるニチノールワイヤーに張られており、チューブを使用して鼻から挿入され、システムの位置を決めた後にチューブが取り外されます。 GRS は薬を服用している規定時間中ずっと胃腔内にあり、薬は胃壁から体系的に吸収されます。治療が完了したら、患者は胃腔に GRS を取り付けたり、胃腔から取り外したりするための回収装置が端に付いたチューブに戻されます。探索装置はセンサーと磁石で構成されており、GRS の両端にある磁石を検出して取り付けることができます。下の図の点線の円は、検索デバイスと GRS の結合を示しています。 GRS の両端のコンポーネントである接着剤、リテイナー、ポリカプロラクトン プラグも示されています。
ニチノール缶の超弾性によるGRS食道を通過した後の胃腔内のコンパクトな配置のためにその元のらせん形状に丸まって、それは患者の異物感および不快感を避けるのに役立つはずである。このシステムは、体重30から75 kgの豚でテストされました。動物の胃の粘膜上の胃内でのシステムの長期滞在後、損傷、浸食または潰瘍形成はなかった。加えて、彼らは体重減少、胃腸管の閉塞の徴候、あるいは食物または体液の通過の制限を経験しなかった。このシステム用の錠剤は、薬物をシリコーンと混合することによって製造され、さらにそれらはポリマーコーティングで被覆されている。各錠剤の直径は4 mmです。
サイドバー
科学者たちはこのシステムに大きな期待を寄せています主に DOTS プログラムの枠組み内で、結核と闘う手段として。 1994 年に WHO は、現在世界中で採用されている直接観察ショートコース (DOTS) 戦略を承認しました。 DOTS では、指定されたクリニックで医療専門家が担当し、毎日または週に 3 回、経口併用抗結核薬を服用します。現在、望ましい結果を達成するには、医療従事者を適切に配置した大規模なインフラストラクチャが必要ですが、GRS では病院での毎週のモニタリングは必要ありません。
"ハイテク"はすでにグループがどのようにしているかについて書いていますカリフォルニア大学の研究者らは、二酸化チタンとマグネシウムナノ粒子の助けを借りて薬物を送達する反応性錠剤の開発を発表しました。
癌の診断と治療の革新的な方法
- リキッドバイオプシー。カリフォルニア大学とSun Yatsen大学の科学者肝臓癌の診断のための新しい方法を開発しました。この方法は、血液検査における腫瘍DNAの検出に基づいています。液体生検は血液に入った腫瘍の遺伝物質の断片を検出します。このような生検は侵襲性が最小限であり、医師が腫瘍内の分子変化をリアルタイムで追跡することを可能にします。 MRIでまだ見えない腫瘍を特定することができます。さらに、そのような研究を通して、あなたはこの腫瘍が悪性かどうかを正確に知ることができます。従来の生検は分析のために採取された腫瘍の特定の部分についてのこの質問に答えることができるだけです。彼らの研究では、研究者らは健康な人々と肝臓癌を患っている患者からの何十万という血液サンプルを分析しました。彼らはこの特定の腫瘍学的疾患に固有のメチル化マーカーの特定の組成を同定することができた。 DNAメチル化は遺伝子生成を調節することができるプロセスです。腫瘍抑制遺伝子のメチル化の増加は、腫瘍が体内に出現したことの明らかな兆候です。
- 脳内のがんを治療するための薬剤を送達するナノマシン。反応性癌治療を開発する疾患の遺伝的原因を減らすことを目的とした遺伝子治療の分野でも研究が行われています。科学者たちは、核酸を基にした薬物を血流に導入するという原理に焦点を当てています。これは、問題を引き起こし特定の遺伝子に結合してそれを失活させる低分子干渉RNAです。現代のナノ粒子の幅は約100 nmですが、がんによっては大きすぎて目標を達成することができません。膵臓がんは線維性組織に囲まれており、脳がんは血管細胞と密接に関係しています。両方の場合において、利用可能なギャップは１００ｎｍよりはるかに小さい。科学者たちは、組織のこれらの隙間を貫通することができるかなりコンパクトなRNAキャリアをすでに作り出しました。
- 癌治療用インプラントMIT と中央研究グループマサチューセッツ総合病院は、膵臓腫瘍に化学療法薬を直接注入するインプラントを開発した。腫瘍には血管がほとんどなく、かなり深部に位置しているため、化学療法薬の注射は必ずしも効果があるとは限りません。薬が標的に到達するまでに多くの障害物を通過する必要があります。さらに、膵臓は厚くて筋状の層に囲まれており、薬剤の浸透を防ぎます。科学者らが開発したPLGAフィルムは細い管状に丸めてカテーテルに挿入し、その後埋め込む。フィルムが腺に到達すると、フィルムは展開して腫瘍の形状に適応します。フィルムに塗布された薬剤は、指定された時間が経過すると効果を発揮し始めます。望ましくない副作用を最小限に抑えるために、インプラントの裏側はそれらで覆われていません。
ナノ石膏
2019年1月、デビッドホイ、将軍Vaxxasのディレクターは、Nanopatchと呼ばれるワクチンを配達するための新しい技術（nano-plaster - "High-tech"）を使ってワクチンの有効性を改善する作業について話しました。 Nanopatchの原理は、1つの小さな領域に何千ものマイクロニードルを使用することです。これは、重大な結果を招くことなく皮膚の外層を穿孔します。 Nanopatchマイクロニードルの端にある、ワクチンのわずかな物質で、皮膚の表面直下の免疫細胞と反応します。これにより、迅速な免疫反応のために抗原をリンパ節に効果的に送達することができます。動物実験の間、ナノプラスターを使って体内に入ったワクチンの現在の投与量の1/10〜1/100だけが注射器注射で全投与量と同等の免疫反応を引き起こすことができることが証明されました。これに加えて、ナノペイメントに適用されるワクチンは、特別な貯蔵条件を必要としないように設計することができ、これは発展途上国の市場にとって大きな潜在的勝利である。さらに、ナノプラスターからワクチンを入手するために、あなたは医療従事者の助けを借りる必要はありません、その使用方法はそれが家庭で使用することができるほど簡単です。
ナノ石膏
研究者たちはマイクロニードルの使用を提案しましたその剥離のため失明する危険がある患者を網膜に届けるために、この過程を防ぐことができる薬はルーセンティスです。針は30秒以内に溶解し、患者は痛みを感じません。
ナノプラスチック技術も使用可能避妊薬として。ナノプラスタのマイクロニードルはポリマー製で、レボノルゲストレルを有効成分として含んでいます。マイクロニードルの成分は徐々に血に溶け込み、1ヶ月以内に不要な妊娠から保護されます。
多分すぐに私達の未来は劇的にあります変わります。私たちはまったく別の扱いを受けます - ナノチューブは直接胃に、あるいはヒドロゲルベースの製剤の形で薬を届けるでしょう、そして私たちは自宅で自分自身に予防接種をします。それにもかかわらず、それはあなたの健康を監視し、タイムリーな方法で医者に相談することだけでなく、新しい医療技術に頼ることは依然として重要です。