Ένα μικροσκοπικό διαλυόμενο επίθεμα, κατασκευασμένο με τεχνολογία 3D εκτύπωσης, ανέπτυξαν επιστήμονες του Queen’s University Belfast. Το patch διαθέτει μικροβελόνες που μεταφέρουν απευθείας στο δέρμα δύο δραστικές ουσίες, ανοίγοντας τον δρόμο για πιο στοχευμένες και λιγότερο επεμβατικές προσεγγίσεις στη θεραπεία εντοπισμένων μορφών καρκίνου του δέρματος.
Μια νέα τεχνολογία χορήγησης αντικαρκινικών φαρμάκων, η οποία θα μπορούσε στο μέλλον να κάνει ορισμένες θεραπείες για τον καρκίνο του δέρματος πιο στοχευμένες και λιγότερο επώδυνες, αναπτύσσουν ερευνητές στη Βόρεια Ιρλανδία.
Η ομάδα του Queen’s University Belfast δημιούργησε ένα μικροσκοπικό, διαλυόμενο patch με μικροβελόνες, το οποίο κατασκευάζεται με 3D εκτύπωση και μπορεί να μεταφέρει δύο δραστικές ουσίες απευθείας στις επιφανειακές στιβάδες του δέρματος.
Πρόκειται για την 5-φθοριοουρακίλη (5-FU) και την κουρκουμίνη, δύο ουσίες με διαφορετικές χημικές ιδιότητες, τις οποίες οι επιστήμονες κατάφεραν να ενσωματώσουν στο ίδιο σύστημα χορήγησης.
Η μελέτη των Rutuja N. Meshram και Dimitrios A. Lamprou, από τη Σχολή Φαρμακευτικής του Queen’s University Belfast, δημοσιεύθηκε στο Advanced Healthcare Materials.
Πώς λειτουργεί το διαλυόμενο patch
Το επίθεμα διαθέτει ένα πλέγμα από εξαιρετικά μικρές μικροβελόνες, οι οποίες έχουν σχεδιαστεί ώστε να διαπερνούν την εξωτερική στιβάδα του δέρματος χωρίς την εμπειρία μιας συμβατικής ένεσης.
Αφού το patch εφαρμοστεί στην περιοχή-στόχο, οι μικροβελόνες μπορούν να μεταφέρουν τις δραστικές ουσίες μέσα στο δέρμα και στη συνέχεια να διαλυθούν.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι μια τέτοια προσέγγιση μπορεί μελλοντικά να προσφέρει εντοπισμένη χορήγηση του φαρμάκου, περιορίζοντας παράλληλα την ανάγκη για επαναλαμβανόμενες τοπικές εφαρμογές ή πιο επεμβατικές διαδικασίες.
Ο καθηγητής Dimitrios A. Lamprou επισημαίνει ότι οι υπάρχουσες θεραπείες μπορεί να απαιτούν πολλαπλές εφαρμογές ή επεμβατικές παρεμβάσεις, ενώ οι διαλυόμενες μικροβελόνες θα μπορούσαν να αποτελέσουν πιο φιλική επιλογή για τους ασθενείς.
5-φθοριοουρακίλη και κουρκουμίνη στο ίδιο σύστημα
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η δυνατότητα συνδυασμού δύο ουσιών με πολύ διαφορετική συμπεριφορά μέσα στο ίδιο υλικό.
Η 5-FU είναι υδρόφιλη, ενώ η κουρκουμίνη είναι υδρόφοβη, γεγονός που δημιουργεί τεχνικές δυσκολίες όταν επιχειρείται η ταυτόχρονη ενσωμάτωσή τους σε ένα ενιαίο σύστημα χορήγησης.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε ένα φωτοπολυμεριζόμενο μίγμα και ενσωμάτωσε τα δύο συστατικά απευθείας στο υλικό πριν από την εκτύπωση των μικροβελονών.
Έτσι, τα φάρμακα δεν τοποθετούνται απλώς στην επιφάνεια μιας ήδη κατασκευασμένης βελόνας, αλλά αποτελούν μέρος της ίδιας της δομής του patch.
3D εκτύπωση σε ένα μόνο στάδιο
Η καινοτομία βασίζεται σε μια μονοσταδιακή μέθοδο 3D εκτύπωσης τύπου Digital Light Processing (DLP).
Σε παλαιότερες προσεγγίσεις, οι επιστήμονες συχνά κατασκεύαζαν πρώτα τις μικροβελόνες και στη συνέχεια εναπόθεταν τα φάρμακα στην επιφάνειά τους.
Η νέα μέθοδος ενσωματώνει τις δραστικές ουσίες απευθείας στην εκτυπώσιμη ρητίνη πριν από την κατασκευή.
Με αυτό τον τρόπο, οι ερευνητές μπορούν να ελέγχουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη γεωμετρία των μικροβελονών και δυνητικά την ποσότητα του φαρμάκου που περιέχει το patch.
Πάνω από 95% αποτελεσματικότητα εισαγωγής
Σύμφωνα με τη δημοσιευμένη μελέτη, το βελτιστοποιημένο υλικό επέτρεψε την παραγωγή μικροβελονών υψηλής ακρίβειας, με αιχμηρές κορυφές και αποτελεσματικότητα εισαγωγής άνω του 95% στα πειραματικά μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν.
Παράλληλα, οι επιστήμονες κατέγραψαν υψηλή ενσωμάτωση των δύο ουσιών και ελεγχόμενη, διφασική απελευθέρωση.
Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα μπορεί να απελευθερώνει τα συστατικά με διαφορετικό τρόπο και σε διαφορετικό χρόνο, χαρακτηριστικό που θεωρείται ιδιαίτερα σημαντικό στην ανάπτυξη συνδυαστικών θεραπειών.
Γιατί ενδιαφέρουν οι μικροβελόνες στην ογκολογία
Η τοπική θεραπεία του καρκίνου του δέρματος παρουσιάζει μια ιδιαίτερη πρόκληση: το φάρμακο πρέπει να φτάσει σε επαρκή ποσότητα στην παθολογική περιοχή, χωρίς να προκαλεί περιττή επιβάρυνση στους γύρω ιστούς ή στον οργανισμό συνολικά.
Οι μικροβελόνες επιχειρούν να εκμεταλλευτούν ακριβώς αυτή τη δυνατότητα.
Αντί το φάρμακο να παραμένει απλώς στην επιφάνεια του δέρματος, οι μικροσκοπικές βελόνες μπορούν να το μεταφέρουν βαθύτερα, διατηρώντας παράλληλα μια ελάχιστα επεμβατική προσέγγιση.
Η τεχνολογία των διαλυόμενων μικροβελονών βρίσκεται ήδη στο επίκεντρο πολλών ερευνητικών προγραμμάτων για τοπική χορήγηση φαρμάκων, όχι μόνο στην ογκολογία αλλά και σε άλλες θεραπευτικές εφαρμογές.
Λιγότερος φόβος από τις βελόνες και λιγότερα αιχμηρά απόβλητα
Ένα ακόμη πιθανό πλεονέκτημα αφορά την εμπειρία του ασθενούς.
Οι συμβατικές ενέσεις προκαλούν σε αρκετούς ανθρώπους φόβο, πόνο ή δυσφορία. Αντίθετα, οι μικροβελόνες έχουν πολύ μικρότερο μέγεθος και έχουν σχεδιαστεί για ελάχιστα επεμβατική εφαρμογή.
Επειδή παράλληλα διαλύονται μετά τη χρήση, δεν παραμένουν βελόνες που πρέπει να απορριφθούν ως αιχμηρά ιατρικά απόβλητα.
Ο Lamprou θεωρεί ότι αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να μειώσει τόσο τον κίνδυνο τυχαίων τραυματισμών από χρησιμοποιημένες βελόνες όσο και τον όγκο των σχετικών ιατρικών αποβλήτων.
Δεν αποτελεί ακόμη θεραπεία διαθέσιμη στους ασθενείς
Παρά τις προοπτικές της τεχνολογίας, το νέο patch βρίσκεται ακόμη σε ερευνητικό στάδιο.
Η δημοσίευση δεν περιγράφει μια εγκεκριμένη θεραπεία ούτε αποδεικνύει ότι το σύστημα αντιμετωπίζει αποτελεσματικά τον καρκίνο του δέρματος σε ασθενείς.
Αντίθετα, οι ίδιοι οι ερευνητές τονίζουν ότι η πλατφόρμα χρειάζεται περαιτέρω βιολογική αξιολόγηση πριν μπορέσει να εξεταστεί η μετάβασή της προς κλινικές εφαρμογές.
Το στοιχείο αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία, καθώς τα ενθαρρυντικά τεχνικά χαρακτηριστικά ενός νέου συστήματος χορήγησης δεν συνεπάγονται αυτομάτως κλινική αποτελεσματικότητα ή ασφάλεια.
Η 3D εκτύπωση αλλάζει τη χορήγηση φαρμάκων
Η συγκεκριμένη έρευνα εντάσσεται σε μια ευρύτερη προσπάθεια αξιοποίησης της 3D εκτύπωσης στη φαρμακευτική τεχνολογία.
Η δυνατότητα κατασκευής μικροσκοπικών δομών με προκαθορισμένο μέγεθος και γεωμετρία επιτρέπει στους επιστήμονες να προσαρμόζουν τα συστήματα χορήγησης ανάλογα με το φάρμακο και, δυνητικά, με τις ανάγκες κάθε ασθενούς.
Οι Meshram και Lamprou είχαν ήδη μελετήσει τη χρήση της DLP 3D εκτύπωσης για την παραγωγή μικροβελονών χωρίς συμβατικά καλούπια, με στόχο ταχύτερη και περισσότερο ελεγχόμενη κατασκευή.
Η νέα εργασία προχωρά ένα βήμα παραπέρα, δείχνοντας ότι στο ίδιο εκτυπώσιμο υλικό μπορούν να ενσωματωθούν ταυτόχρονα δύο χημικά διαφορετικές ουσίες.
Προοπτικές και για άλλα φάρμακα και εμβόλια
Οι εφαρμογές της τεχνολογίας ενδέχεται να μην περιοριστούν στον καρκίνο του δέρματος.
Οι επιστήμονες θεωρούν ότι αντίστοιχες πλατφόρμες θα μπορούσαν μελλοντικά να προσαρμοστούν για τη χορήγηση άλλων φαρμάκων ή ακόμη και εμβολίων.
Το κρίσιμο πλεονέκτημα βρίσκεται στη δυνατότητα να σχεδιάζεται ένα μικροσκοπικό σύστημα με συγκεκριμένο σχήμα, φαρμακευτικό φορτίο και προφίλ απελευθέρωσης.
Η προοπτική αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει σε περισσότερο εξατομικευμένες, εύχρηστες και λιγότερο επώδυνες θεραπείες, εφόσον οι επόμενες μελέτες επιβεβαιώσουν την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια της τεχνολογίας.
Κάντε like στη σελίδα μας στο facebook για να μαθαίνετε όλα τα νέα
Διαβάστε επίσης
Καρκίνος του δέρματος: Οι ειδικοί ζητούν τέλος στα solarium
Ηλιακό έγκαυμα: Ο μοριακός μηχανισμός πίσω από τον καρκίνο του δέρματος
