Badacze opracowują bezbolesne trójwymiarowe mikroigły, które rozpuszczają i dostarczają leki pod ludzką skórą

Inną niefortunną rzeczą w ujęciach jest to, że bolą. W 2015 roku naukowcy z University of Akron i University of Texas Austin opracowywali bezbolesną metodę iniekcji, która obejmowała biodegradowalną, trójwymiarową mikropigułkę, która mogła być wprowadzana wewnętrznie do organizmu w celu rozproszenia leków. Obecnie zespół badawczy z University of Texas w Dallas pracuje nad podobnym projektem dostarczania leków.

Główna różnica między tymi dwoma projektami badawczymi to metoda druku 3D - w badaniach z 2015 r. Wykorzystano mikrostereolitografię, podczas gdy zespół używa procesu opartego na wytłaczaniu.

Trójwymiarowe mikroigły drukowane z UT Dallas są również biodegradowalne, a następnie znikają pod skórą i rozpuszczają się z czasem, aby uwolnić leki ... daleko od dzisiejszych konwencjonalnych strzykawek . Są bezbolesne, ponieważ mikroigła jest tak cienka, że ​​pacjenci nie mogą jej nawet odczuwać, gdy się zerwie.

Naukowcy opublikowali artykuł na temat swojej pracy, zatytułowany "Biodegradowalne trójwymiarowe mikroigły polimerowe do transdermalnego dostarczania leków. "W ChemRxiv. Współautorami są Michael A. Luzuriaga, Danielle R. Berry, John C. Reagan, Ronald A. Smaldone i Jeremiah J. Gassensmith; wszyscy są z UT Dallas, albo z Wydziału Inżynierii Biomedycznej, albo z Wydziału Chemii i Biochemii.

Streszczenie brzmi: "Macierze z biodegradowalną polimerową mikrojądrą (MN) stanowią nową klasę urządzeń do transdermalnego dostarczania leków, które obiecuję bezbolesną i higieniczną alternatywę dla strzykawek; jednakże prototypowanie zaprojektowanych na zamówienie architektur igieł jest kosztowne i wymaga wytworzenia nowych szablonów głównych. Poniżej przedstawiamy nową technikę mikroprzetwarzania dla MN-ów przy użyciu druku techniką topionego osadzania (FDM) 3D z użyciem kwasu polimlekowego, zatwierdzonego przez FDA, odnawialnego, biodegradowalnego, termoplastycznego materiału. Pokazujemy, jak można wykorzystać tę naturalną zdolność do degradacji, aby pokonać kluczowe wyzwanie związane z drukiem 3D FDM, w szczególności niską rozdzielczość tych drukarek. Poprawiliśmy znacząco rozmiar drukowanych części, opracowując protokół trawienia chemicznego po produkcji, który umożliwił nam dostęp do rozmiarów końcówek o wielkości nawet 1 μm. Dzięki oprogramowaniu do modelowania 3D różne kształty MN zostały zaprojektowane i wydrukowane szybko z niestandardową gęstością, długością i kształtem igły. Skaningowa mikroskopia elektronowa potwierdziła, że ​​dzięki naszej metodzie uzyskano rozmiary igieł w zakresie 1 - 55 μm, które z powodzeniem mogły przeniknąć i przełamać się w skórę świni.Pokazaliśmy również, że te MN mają porównywalną wytrzymałość mechaniczną do obecnie wytwarzanych MN, a następnie wykazaliśmy, w jaki sposób można wykorzystać zdolność pęcznienia PLA do ładowania leków niskocząsteczkowych i jak ich degradacja w skórze może uwalniać te małe cząsteczki w czasie. " CD3D .

Mikrołomy zostały zaprojektowane przy użyciu oprogramowania Blender i wydrukowane w 3D na drukarce 3D LulzBot TAZ 5 z wykorzystaniem materiałów biodegradowalnych i co ważne, włókno PLA zatwierdzone przez FDA. Igły są chemicznie trawione po wydrukowaniu 3D, aby nadać im zwężający się kształt.

Naukowcy z UT Dallas byli w stanie drukować trójwymiarowe mikroigły o różnych kształtach, o szerokości od 400 do 600 mikrometrów, oraz wskazówki jak mały jak pojedynczy mikrometr; dla porównania, ludzka krwinki czerwone ma szerokość około 5 mikrometrów. PLA rozpuści się w wodzie o lekko kwaśnym lub zasadowym pH, dlatego mikroigły mogą się rozpuszczać po zerwaniu - ludzka skóra jest lekko kwaśna.

System nie będzie działał dla wszystkich rodzajów leków , ale ultra cienkie mikroigły mogą być używane do dostarczania wielu leków, jeśli są zrobione z małych cząsteczek, które według Xconomy stanowią około 90% dzisiejszych leków.

Microneedles mają lepszy czas przechowywania niż leki, które są przechowywane w postaci płynów do wstrzykiwań i oferują mniejsze ryzyko infekcji niż typowe przezskórne iniekcje. Dodatkowo dają niewykwalifikowanym pracownikom bezpieczniejszy sposób dostarczania narkotyków. Jednakże, chociaż drukowanie mikroigieł 3D jest dość tanie, musisz oczywiście mieć dostęp do droższego sprzętu do drukowania 3D.

Ale naukowcy są zachęcani przez swoje wczesne wyniki, po pomyślnym przetestowaniu Trójwymiarowe mikroigły drukowane na skórze parafilmowej i świńskiej, aby sprawdzić, czy rzeczywiście mogłyby przebić się i oderwać pod skórą, by dostarczyć narkotyki, tak jak powinny. Zespół ustalił nawet, że 84% badanych mikroigieł się zerwie, gdy zastosują siłę boczną.

Było wiele badań nad drukowaniem 3D dotyczących alternatywnych sposobów dostarczania leków w ciągu ostatnich kilku lat. Chociaż jestem za łączeniem wielu szczepionek w jeden strzał, myślę, że wszyscy bylibyśmy znacznie szczęśliwsi, gdyby ten strzał też nie zaszkodził.