Све савремене неинвазивне методе примене лекова, по правилу, представљају циљани систем
Наноделовери и хидрогелови
Наномедицина и систем наноиспоруке -релативно нова грана науке која се брзо развија. Материјали у наноразмери се користе као дијагностички алати или за циљану испоруку терапијских средстава до потребног органа, под сталним надзором лекара. Нанотехнологија има многе предности у лечењу хроничних људских болести кроз специфичну и циљану испоруку лекова.
Природна једињења су већ показала свој максимумефикасност у лечењу рака, дијабетеса, кардиоваскуларних, инфламаторних и микробних болести. То је углавном зато што лекови засновани на природним компонентама имају мању токсичност и нежељена дејства, релативно су јефтини и показују добар терапеутски потенцијал.
Међутим, питања везана за биокомпатибилностприродна једињења су велики проблем када се користе као лекови. Због тога, многа природна једињења не пролазе кроз филтер за клиничка испитивања искључиво из ових разлога. Уношење лекова у тело кроз ињекције или коришћење конвенционалних филмом обложених таблета ствара озбиљне проблеме, укључујући нестабилност ин виво, лошу биолошку расположивост и растворљивост, недовољну апсорпцију у организму, као и могуће нуспојаве лекова.
Ин виво (из оклопа. - "у живо")- „унутар живог организма” или „унутар ћелије”.
Знаност ин виво значи провођење експерименатана (или унутар) живог ткива ин виво. Таква употреба термина искључује употребу дијела живог организма (као што је то учињено ин витро тестовима) или употребу мртвог организма. Тестирање на животињама и клиничка испитивања су облици истраживања ин виво.
Ни убризгавање ни пилуле не гарантују погодаклекове у потребном органу или подручју. Сходно томе, употреба нових система за давање лекова за циљање одређених делова тела може бити опција која може решити ове критичне проблеме. Нанотехнологија игра важну улогу у напредним лековима који имају за циљ контролисано ослобађање лекова унутар организма.
Зашто узимање таблета понекад уопште не побољшава стање пацијента?
Први разлог је прилично баналан – некилекови најбоље делују када се узимају у одређено доба дана или уз оброке. Људи могу једноставно да забораве да узму лекове на време или да не обрате дужну пажњу на упутства лекара о томе када треба да узимају лекове, што није докони хир терапеута. Поред тога, чак и паралелни унос витамина или дијететских суплемената може утицати на брзину апсорпције других узетих лекова. Поред тога, пацијенти су понекад немарни према препорученој исхрани и не поштују је, упркос чињеници да намирнице могу утицати на то како тело прихвата лекове или како они делују. Хормонски проблеми, лош метаболизам, лош сан, висок крвни притисак или гастроинтестинална нестабилност такође могу да промене дејство лекова, па пре преписивања лекова лекар увек поставља пацијенту питања о његовом општем стању. Било који од наведених проблема може се сматрати значајним разлогом за промену режима лечења или дозе прописаног лека.
Недавне студије су показале да материјали ухидрогел облик се може користити за испоруку различитих лекова и супстанци кроз стомак у алкалнију средину. Хидрогелови су тродимензионалне полимерне мреже за које се сматра да су високо пропусне за различита једињења лекова и могу да издрже киселу средину и набубре, чиме се ослобађају заробљени молекули кроз њихове мрежне површине.
Хидрогел, створен на Технолошком институту у Масачусетсу. Фото: МИТ
Зависно од хемијског састава гелаРазличити унутрашњи и спољашњи подражаји (на пример, промене у пХ, примена магнетног или електричног поља, промене температуре и ултразвучног зрачења) могу се користити за активирање овог ефекта. Међутим, након тога, брзина ослобађања заробљеног лека одређена је искључиво коефицијентом умрежавања полимерне мреже.
Током протекле две деценије истраживањаСистеми за испоруку хидрогела су се фокусирали првенствено на системе који садрже главне ланце полиакрилне киселине (ПАА). ПАА хидрогелови су познати по својој суперабсорбујућој способности и способности да формирају дугачке полимерне мреже помоћу водоничних веза. Поред тога, они имају особине изврсних природних љепила. То значи да се могу дуго задржавати на мукозној мембрани гастроинтестиналног тракта, полако ослобађајући инкапсулиране лијекове.
Адхесиве- супстанца способна да спаја материјале помоћуповршинска адхезија. Лепкови могу бити природни или синтетички. Ефекат причвршћивања лепка заснива се на стварању молекуларних веза између њега и површина материјала који се спајају. Микрохрапавост испуњена лепком повећава површину контакта између суседних површина. Након што се лепак стврдне, лепе се заједно.
1997. године, хемијски инжењери са УниверзитетаПурдуе у Вест Лафаиетте, Индиана, под руководством Ницхоласа А. Пеппаса, извијестио је о синтези глукозе-осјетљивог хидрогела који се може користити за ињектирање инзулина у дијабетичаре помоћу интерног пХ окидача. Овај систем има "резервоар" који садржи инсулин и формира се хидрогелном мембраном у којој је постављена глукоза оксидаза.
За разлику од хидрогелних системаизлучују заробљене лековите супстанце при бубрењу, овај систем ради на супротан начин, компримујући мембранске "капије". Тачан окидач за овај механизам укључује стварање киселе околине око гела. Ово се постиже када тело производи високе нивое шећера; глукоза је у интеракцији са имобилизованом глукозном оксидазом на капији, формирајући глуконску киселину, која, са своје стране, снижава пХ тела и доводи до отварања капије. Дакле, сопствени нивои глукозе одређују и усмеравају испоруку инсулина. Истраживачи тренутно проучавају начине да прецизно контролишу брзину испоруке лека, узимајући у обзир ефекте различитих величина капије, заробљене концентрације инсулина и брзину којом се врата могу отворити и затворити.
Таблете на жици
Изазов при развоју система испорукелекова за лечење болести као што је туберкулоза је балансирање лакоће и безбедности примене и оптимизација дозе лека на више нивоа. Током интензивне фазе лечења, пацијент са туберкулозом од 60 кг унесе скоро 100 г антибиотика за месец дана. Узимање лекова кроз гастроинтестинални тракт нуди многе предности, укључујући лакоћу администрације, имунотолеранцију на широк спектар материјала и могућност оптимизације дозе до грама како би одговарала постојећим режимима лечења ТБ.
Развој система отпорног на киселу срединужелудац (ГРС, систем отпоран на желудац - Хи-Тецх), спроводи се у циљу благовременог и потпуног лечења пацијената којима су потребни свакодневни лекови. Таблете, буквално нанизане на суперотпорни материјал - нитинолну жицу, убацују се кроз нос помоћу цеви, која се уклања након позиционирања система. ГРС се налази у желудачној шупљини током читавог прописаног времена узимања лекова; лекови се систематски апсорбују кроз зидове желуца. Након што је третман завршен, пацијент се враћа у цев са уређајем за извлачење на крају како би се причврстио и уклонио ГРС из стомачне шупљине. Уређај за претрагу се састоји од сензора и магнета који могу да открију и прикаче се на магнете на оба краја ГРС-а. Тачкасти кругови на доњој слици означавају спрегу уређаја за претрагу са ГРС. Такође су приказане компоненте оба краја ГРС-а - лепак, држач и поликапролактонски чеп.
ГРС због супереластичности нитинола можевраћа се у првобитни спирални облик за компактан распоред у гастричкој шупљини након што прође кроз једњак, што би требало да помогне да се избјегне осјећај страности и нелагоде код пацијената. Систем је тестиран на свињама тежине од 30 до 75 кг. Након дужег задржавања система у желуцу на мукозним мембранама желуца животиња није било оштећења, ерозије или улцерације. Поред тога, они нису искусили губитак тежине, знакове опструкције гастроинтестиналног тракта или ограничења у проласку хране или течности. Таблете за систем се добијају мешањем лекова са силиконима, поред тога, оне су обложене полимерним премазом. Пречник сваке таблете је 4 мм.
Сидебар
Научници полажу велике наде у овај системкао средство за сузбијање туберкулозе, пре свега у оквиру ДОТС програма. СЗО је 1994. године одобрила стратегију кратког курса директног посматрања (ДОТС), која је сада усвојена широм света. ДОТС подразумева узимање оралних комбинованих лекова против туберкулозе у одређеној клиници са здравственим радником сваки дан или три пута недељно. Тренутно је потребна значајна инфраструктура са адекватним медицинским особљем да би се постигли жељени резултати, али ГРС не захтева недељни надзор у болници.
"Хигхтецх" је већ писао о томе како је групаИстраживачи са Универзитета у Калифорнији представили су развој реактивне таблете, која ће уз помоћ титанијум диоксида и магнезијума наночестице испоручити лекове.
Иновативне методе дијагностике и лијечења рака
- Течна биопсија.Научници са универзитета Калифорније и Сун Иатсенразвили су нову методу за дијагнозу рака јетре. Овај метод се заснива на детекцији туморске ДНК у крви. Текуће биопсије ће открити фрагменте генетског материјала тумора који је ушао у крв. Такве биопсије су минимално инвазивне и омогућавају лекарима да прате молекуларне промене у тумору у реалном времену. Можете идентификовати тумор који још није видљив на МРИ. Поред тога, кроз такву студију, можете тачно сазнати да ли је овај тумор малиган или не. Конвенционална биопсија може одговорити само на ово питање о одређеном комаду тумора узетом за анализу. У својој студији, истраживачи су анализирали стотине хиљада узорака крви од здравих људи и пацијената који пате од рака јетре. Они су били у стању да идентификују специфични састав маркера метилације који су својствени овој специфичној онколошкој болести. Метилација ДНК је процес који може регулисати генерацију гена. Повећана метилација гена за супресор тумора је јасан знак да се тумор појавио у телу.
- Наномашине које испоручују лекове за лечење рака у мозгу.Развити реактивно лијечење ракаИстраживање се такође спроводи у области генске терапије, која има за циљ да смањи генетске узроке болести. Научници се фокусирају на принцип увођења лека заснованог на нуклеинској киселини у крвотоку - малој интерферирајућој РНК која се везује за одређени ген који узрокује проблеме и деактивира га. Модерне наночестице су широке око 100 нм, али за неке врсте рака су превелике да би достигле циљ. Рак гуштераче је окружен влакнастим ткивима, а рак мозга је чврсто повезан са васкуларним ћелијама. У оба случаја, расположиве празнине су много мање од 100 нм. Научници су већ направили прилично компактан РНА носач који може продријети кроз те празнине у ткивима.
- Имплантат за лечење рака.МИТ и Централна истраживачка групаОпшта болница у Масачусетсу развила је имплантат за убризгавање лекова за хемотерапију директно у тумор панкреаса. Ињекције хемотерапијских лекова не делују увек јер тумор садржи мало крвних судова и налази се прилично дубоко – лек мора да прође кроз превише препрека на путу до циља. Поред тога, панкреас је окружен дебелим, жиластим слојем који спречава продирање лекова. ПЛГА филм који су развили научници умотава се у танку цев и убацује у катетер, након чега се имплантира. Када филм стигне до жлезде, он се развија и прилагођава облику тумора. Лекови који се примењују на филм почињу да делују након одређеног временског периода. Повратна страна имплантата није прекривена њима да би се нежељени нежељени ефекти умањили.
Нано-малтери
У јануару 2019. године, Давид Хои, генералДиректор Ваккаса је говорио о раду на побољшању ефикасности вакцина користећи нову технологију за испоруку вакцина названу Нанопатцх (нано-малтер - "Хигх-тецх"). Принцип нанопатцх-а је употреба хиљада микроиглица на једном малом простору, који перфорирају вањске слојеве коже без озбиљних посљедица. На крајевима микроплочице Нанопатцх, оскудна супстанца вакцине, која реагује са имунским ћелијама директно испод површине коже. То вам омогућава да ефикасно достављате антигене лимфним чворовима ради брзог имуног одговора. Током тестирања на животињама, доказано је да само од 1/10 до 1/100 тренутне дозе вакцине, која је ушла у организам користећи нано-гипс, може изазвати имуни одговор еквивалентан пуној дози, уз ињекцију шприца. Поред тога, вакцине које се примењују на наноплацитет могу бити дизајниране тако да не захтевају посебне услове складиштења, а то је огромна потенцијална победа за тржишта земаља у развоју. Осим тога, да бисте добили вакцину из нано-гипса, нећете морати да прибегавате помоћи здравствених радника, начин његове употребе је тако једноставан да се може користити код куће.
Нано гипс
Истраживачи су предложили употребу микроигрицада достави пацијентима са ретином који су изложени ризику од губитка вида због одвојености, лек који може спречити овај процес је луцентис. Игле ће се растопити за само 30 секунди, а пацијент неће осјетити бол.
Може се користити и нанопластична технологијакао контрацептивно средство. Микроуглице нанопластера су направљене од полимера, а садрже левоноргестрел као активну супстанцу. Компоненте микроигле се постепено растварају у крви иу року од месец дана штите од нежељене трудноће.
Можда ускоро наша будућност буде драстичноће се променити. Ми ћемо бити третирани потпуно другачије - наноцеви ће давати лекове директно у стомак или у облику препарата на бази хидрогела, а ми ћемо се вакцинисати код куће. Упркос томе, и даље ће бити важно пратити ваше здравље, правовремено се обратити лекару и не ослањати се само на нове медицинске технологије.