Alle moderne ikke-invasive metoder for medikamentadministrasjon representerer som regel et målrettet system
Nanodelivering og hydrogeler
Nanomedisin og nanoleveringssystem -en relativt ny, men raskt utviklende gren av vitenskap. Materialer i nanoskalaområdet brukes som diagnostiske verktøy eller for målrettet levering av terapeutiske midler til det nødvendige organet, under konstant tilsyn av en lege. Nanoteknologi har mange fordeler ved behandling av kroniske menneskelige sykdommer gjennom spesifikk og målrettet medikamentlevering.
Naturlige forbindelser har allerede vist sin høyeeffektivitet i behandlingen av kreft, diabetes, kardiovaskulære, inflammatoriske og mikrobielle sykdommer. Dette er hovedsakelig fordi legemidler basert på naturlige komponenter har lavere toksisitet og bivirkninger, er relativt rimelige og viser godt terapeutisk potensial.
Imidlertid problemer relatert til biokompatibilitetnaturlige forbindelser er et stort problem når de brukes som medisiner. Følgelig gjennomgår mange naturlige forbindelser ikke en klinisk prøvefilter alene av disse årsakene. Innføringen av legemidler inn i kroppen gjennom injeksjoner eller ved bruk av konvensjonelle filmdrasjerte tabletter skaper alvorlige problemer, inkludert ustabilitet in vivo, dårlig biotilgjengelighet og oppløselighet, utilstrekkelig absorpsjon i kroppen, samt mulige bivirkninger av legemidler.
In vivo (fra en rustning. - "i (on) live")- "inne i en levende organisme" eller "inne i en celle."
I in vivo-vitenskap betyr det å utføre eksperimenterpå (eller inne) levende vev in vivo. Slik bruk av begrepet utelukker bruken av en del av en levende organisme (som det er gjort in vitro tester) eller bruken av en død organisme. Dyreforsøk og kliniske studier er former for in vivo forskning.
Hverken injeksjoner eller piller garanterer hitmedisinering i det nødvendige organet eller området. Følgelig kan bruk av nye legemiddelleveringssystemer for å målrette mot bestemte deler av kroppen være et alternativ som kan løse disse kritiske problemene. Nanoteknologi spiller en viktig rolle i avanserte stoffer rettet mot kontrollert frigjøring av legemidler inne i kroppen.
Hvorfor forbedrer det noen ganger ikke pasientens tilstand i det hele tatt å ta piller?
Den første grunnen er ganske banal - noenmedisiner fungerer best når de tas på bestemte tider av dagen eller sammen med måltider. Folk kan rett og slett glemme å ta medisiner i tide eller ikke ta behørig hensyn til legens instruksjoner om når de skal ta medisiner, som ikke er et uvirksomt innfall av terapeuten. I tillegg kan selv parallelt inntak av vitaminer eller kosttilskudd påvirke absorpsjonshastigheten av andre medisiner som tas. I tillegg er pasientene noen ganger uforsiktige med det anbefalte kostholdet og følger det ikke, til tross for at matvarene kan påvirke hvordan kroppen aksepterer medisiner eller hvordan de virker. Hormonelle problemer, dårlig stoffskifte, dårlig søvn, høyt blodtrykk eller gastrointestinal ustabilitet kan også endre effekten av legemidler, så før legemidler forskrives stiller legen alltid spørsmål til pasienten om allmenntilstanden hans. Enhver av de ovennevnte problemene kan anses som en betydelig grunn til å endre behandlingsregimet eller doseringen av det foreskrevne legemidlet.
Nyere studier har vist at materialer ihydrogelform kan brukes til å levere ulike medikamenter og stoffer gjennom magen til et mer alkalisk miljø. Hydrogeler er tredimensjonale, polymere nettverk som anses å være svært permeable for ulike medikamentforbindelser og kan tåle sure miljøer og svelle, og dermed frigjøre fangede molekyler gjennom nettverksoverflatene deres.
Hydrogel, skapt på Massachusetts Institute of Technology. Foto: MIT
Avhengig av gelens kjemiske sammensetningUlike interne og eksterne stimuli (for eksempel endringer i pH, applikasjon av et magnetisk eller elektrisk felt, endringer i temperatur og ultralydstråling) kan brukes til å utløse denne effekten. Imidlertid bestemmes hastigheten av innfanget medikamentfrigivelse utelukkende av tverrbindings-koeffisienten av polymernettverket.
I løpet av de siste to tiårene av forskningHydrogelleveringssystemer har hovedsakelig fokusert på systemer som inneholder hovedkjeden av polyakrylsyre (PAA). PAA-hydrogeler er kjent for sin superabsorberende evne og evne til å danne lange polymernett ved hjelp av hydrogenbindinger. I tillegg har de egenskapene til gode naturlige lim. Dette betyr at de kan holde seg til mage-tarmkanalen i mage-tarmkanalen i lang tid, sakte frigjøre de innkapslede legemidlene.
klebe- et stoff som er i stand til å sammenføye materialer vedoverflatevedheft. Lim kan være naturlig eller syntetisk. Festeeffekten til et lim er basert på dannelsen av molekylære bindinger mellom det og overflatene til materialene som sammenføyes. Mikroruhet fylt med lim øker kontaktflaten mellom tilstøtende overflater. Etter at limet stivner, kleber de seg sammen.
I 1997, kjemiske ingeniører fra universitetetPurdue i West Lafayette, Indiana, ledet av Nicholas A. Peppas, rapporterte om syntesen av en glukose-sensitiv hydrogel som kan brukes til å injisere insulin i diabetespasienter ved bruk av en intern pH-utløser. Dette systemet har et insulinholdig "reservoar" dannet av en hydrogelmembran hvori glukoseoksidase ble plassert.
I motsetning til hydrogel systemer somsecrete fanget medisinske stoffer når hevelse, dette systemet fungerer på motsatt måte, komprimere membranen "porter". Den nøyaktige utløseren for denne mekanismen innebærer å skape et surt miljø rundt gelen. Dette oppnås når kroppen produserer høye nivåer av sukker; glukose interagerer med immobilisert glukoseoksidase ved porten og danner glukonsyre, som igjen senker kroppens pH og forårsaker at porten åpnes. Dermed bestemmer og styrer du din egen glukosenivå insulinlevering. Forskere studerer for tiden måter å nøyaktig kontrollere hastigheten på legemiddellevering, vurderer effektene av varierende portstørrelse, fanget insulinkonsentrasjon og hastigheten som porten kan åpne og lukke.
Tabletter på en streng
Utfordring ved utvikling av leveringssystemerav legemidler for å behandle sykdommer som tuberkulose er å balansere enkelhet og sikkerhet ved administrering og optimalisere medikamentdosering på flere nivåer. I løpet av den intensive fasen av behandlingen inntar en pasient på 60 kg med tuberkulose nesten 100 g antibiotika i løpet av en måned. Å ta medikamenter gjennom mage-tarmkanalen gir mange fordeler, inkludert enkel administrering, immuntoleranse mot et bredt spekter av materialer, og muligheten til å optimalisere dosering ned til gram for å matche eksisterende TB-behandlingsregimer.
Utvikling av et system som er motstandsdyktig mot sure miljøermage (GRS, Gastrisk resistent system - Hi-Tech), utføres for å gi pasienter som trenger daglig medisinering rettidig og fullstendig behandling. Tablettene, bokstavelig talt trukket på et superbestandig materiale - nitinoltråd, settes inn gjennom nesen ved hjelp av et rør, som fjernes etter å ha plassert systemet. GRS er i magehulen under hele den foreskrevne tiden for å ta stoffene; medisiner absorberes systematisk gjennom veggene i magen. Etter at behandlingen er fullført, legges pasienten tilbake i et rør med en gjenvinningsanordning på slutten for å feste og fjerne GRS fra magehulen. Søkeenheten består av en sensor og en magnet som kan oppdage og feste til magneter i hver ende av GRS. De stiplede sirklene i bildet nedenfor indikerer koblingen av søkeenheten med GRS. Også vist er komponentene til begge ender av GRS - lim, holder og polykaprolaktonplugg.
GRS på grunn av superelastisitet av nitinolbeholderkrølle tilbake til sin opprinnelige spiralform for et kompakt arrangement i magespalten etter å ha passert gjennom spiserøret, som bør bidra til å unngå følelsen av fremmedhet og ubehag hos pasienter. Systemet ble testet på griser som veier fra 30 til 75 kg. Etter et langt opphold i systemet i magesekken i magesekken, var det ingen skade, erosjon eller sårdannelse. I tillegg opplevde de ikke vekttap, tegn på obstruksjon av mage-tarmkanalen eller restriksjoner i passasje av mat eller væsker. Tabletter til systemet er laget ved å blande medikamenter med silikoner, i tillegg er de belagt med et polymerbelegg. Diameteren på hver tablett er 4 mm.
incut
Forskere har store forhåpninger til dette systemetsom et middel for å bekjempe tuberkulose, først og fremst innenfor rammen av DOTS-programmet. I 1994 støttet WHO strategien Direct Observation Short Course (DOTS), som nå er tatt i bruk over hele verden. DOTS innebærer å ta orale kombinasjonsmedisiner mot tuberkulose i en utpekt klinikk med en helsepersonell hver dag eller tre ganger i uken. Foreløpig kreves det betydelig infrastruktur med tilstrekkelig bemannet medisinsk personell for å oppnå ønskede resultater, men GRS krever ikke ukentlig sykehusovervåking.
"Hightech" skrev allerede om hvordan gruppenForskere fra University of California presenterte utviklingen av en reaktiv tablett, som ved hjelp av titandioksid og magnesium nanopartikler vil levere medisiner.
Innovative metoder for kreftdiagnose og behandling
- Væskebiopsi.Forskere fra universiteter i California og Sun Yatsenhar utviklet en ny metode for diagnose av leverkreft. Denne metoden er basert på deteksjon av tumor-DNA i en blodprøve. Flytende biopsier vil oppdage fragmenter av det genetiske materialet til en tumor som har gått inn i blodet. Slike biopsier er minimalt invasive og tillater leger å spore molekylære endringer i en svulst i sanntid. Du kan identifisere en svulst som ikke er synlig på en MR. I tillegg, gjennom en slik undersøkelse, kan du finne ut nøyaktig om denne svulsten er ondartet eller ikke. En konvensjonell biopsi kan bare svare på dette spørsmålet om et bestemt svulst tatt for analyse. I studien analyserte forskerne hundrevis av tusen blodprøver fra friske mennesker og pasienter som lider av leverkreft. De var i stand til å identifisere den spesifikke sammensetningen av metyleringsmarkører som er forbundet med denne spesielle onkologiske sykdommen. DNA-metylering er en prosess som kan regulere gengenerering. Økt metylering av tumor suppressor gener er et klart tegn på at en svulst har oppstått i kroppen.
- Nanomaskiner som leverer medisiner for å behandle kreft i hjernen.Å utvikle reaktive kreftbehandlingerForskning foregår også innen genterapi, som er rettet mot å redusere de genetiske årsakene til sykdommer. Forskere fokuserer på prinsippet om å introdusere et stoff basert på nukleinsyre i blodet - et lite forstyrrende RNA som binder til et bestemt gen som forårsaker problemer og deaktiverer det. Moderne nanopartikler er omtrent 100 nm brede, men for noen kreftformer er de for store for å nå målet. Kreft i bukspyttkjertelen er omgitt av fibrøst vev, og kreft i hjernen er tett forbundet med vaskulære celler. I begge tilfeller er de tilgjengelige gapene mye mindre enn 100 nm. Forskere har allerede opprettet en ganske kompakt RNA-bærer som kan trenge gjennom disse hullene i vev.
- Implantat for kreftbehandling.MIT og Central Research GroupMassachusetts General Hospital har utviklet et implantat for å injisere cellegiftmedisiner direkte inn i en svulst i bukspyttkjertelen. Injeksjoner av cellegiftmedisiner virker ikke alltid fordi svulsten inneholder få blodårer og ligger ganske dypt - medisinen må passere for mange hindringer på veien til målet. I tillegg er bukspyttkjertelen omgitt av et tykt, senet lag som hindrer penetrasjon av medisiner. PLGA-filmen utviklet av forskerne rulles inn i et tynt rør og føres inn i et kateter, hvoretter den implanteres. Når filmen når kjertelen, folder den seg ut og tilpasser seg formen på svulsten. Medisiner brukt på filmen begynner å virke etter spesifiserte tidsperioder. Baksiden av implantatet er ikke dekket med dem for å minimere uønskede bivirkninger.
Nanoplastyri
I januar 2019, David Hoy, GeneralDirektør for Vaxxas, snakket om arbeidet med å forbedre effektiviteten av vaksiner ved hjelp av en ny teknologi for levering av vaksiner som heter Nanopatch (nano-gips - "High-tech"). Prinsippet om Nanopatch er å bruke tusenvis av mikronedler i et lite område som perforerer de ytre lagene i huden uten alvorlige konsekvenser. På enden av Nanopatch micronedles, er den skumle substansen av vaksinen, som reagerer med immunceller direkte under overflaten av huden. Dette lar deg effektivt levere antigener til lymfeknuter for en rask immunrespons. Under dyreforsøk ble det påvist at bare fra 1/10 til 1/100 av den nåværende dosen av vaksinen, som kom inn i kroppen ved hjelp av en gips, kan utløse en immunrespons som tilsvarer en full dose, med sprøyteinjeksjon. I tillegg til dette kan vaksinene som brukes på nanopaymentet, utformes slik at de ikke krever spesielle lagringsforhold, og dette er en stor potensiell seier for utviklingslandenes markeder. I tillegg, for å få en vaksine fra en gips, trenger du ikke å ty til hjelp fra helsearbeidere. Metoden for bruk er så enkel at den kan brukes hjemme.
Nano gips
Forskere har foreslått å bruke mikronedlerå levere til netthinnen pasienter som er i fare for å miste syn på grunn av sin løsrivelse, et stoff som kan hindre denne prosessen er lucentis. Nålene oppløses innen bare 30 sekunder, og pasienten vil ikke oppleve smerte.
Også nanoplastisk teknologi kan brukessom prevensjonsmiddel. Mikronedlene i en nanoplaster er laget av polymerer, og de inneholder levonorgestrel som en aktiv substans. Komponentene i mikronedler oppløses gradvis i blodet og beskytter mot uønsket graviditet innen en måned.
Kanskje snart er vår fremtid drastiskvil forandre seg. Vi vil bli behandlet helt annerledes - nanorørene vil levere medisiner direkte til magen eller i form av hydrogelbaserte preparater, og vi vil vaccinere oss hjemme. Til tross for dette vil det fortsatt være viktig å overvåke helsen din, kontakte en lege i tide og ikke bare stole på ny medisinsk teknologi.