Une membrane faite de fils d’un polymère couramment utilisé dans les sutures vasculaires peut être chargée de médicaments thérapeutiques et implantée dans le corps, où des forces mécaniques activent le potentiel électrique du polymère et libèrent lentement les médicaments.



Le nouveau système, développé par un groupe dirigé par des bio-ingénieurs de l’UC Riverside et publié dans ACS Applied Bio Resources, surmonte les additionally grandes limitations de l’administration de médicaments conventionnels et de certaines méthodes à libération contrôlée, et pourrait améliorer le traitement du cancer et d’autres maladies chroniques.

Les inconvénients de l’administration de médicaments conventionnels comprennent l’administration répétée, la biodistribution non spécifique dans les systèmes du corps, la non-durabilité à very long terme des molécules médicamenteuses et une cytotoxicité élevée, ce qui pose un défi pour le traitement efficace des maladies chroniques qui nécessitent des dosages de médicaments variables au fil du temps pour une thérapeutique optimale. efficacité. La plupart des méthodes de libération contrôlée encapsulent les particules de médicament dans des récipients biodégradables en forme de bulles qui se dissolvent au fil du temps pour libérer le médicament, ce qui rend difficile l’administration de médicaments selon un calendrier. D’autres impliquent un appareil alimenté par batterie qui n’est pas biocompatible.



Jin Nam, professeur agrégé de bio-ingénierie au Marlan and Rosemary Bourns College or university of Engineering de l’UC Riverside, dirige un laboratoire qui travaille avec des polymères biocompatibles pour construire des cadres connus sous le nom d’échafaudages qui aident les cellules souches à réparer les tissus et les organes. L’un de ces polymères, le poly (fluorure de vinylidène-trifluoro-éthylène), ou P (VDF-TrFE), peut produire une cost électrique sous contrainte mécanique. Nam a réalisé que cette propriété, connue sous le nom de piézoélectricité, faisait du polymère un candidat potentiellement feasible pour un système de libération de médicament.

Son équipe a utilisé une system appelée électrofilage pour produire des nanofibres de P (VDF-TrFE) en couches dans un tapis fin. La structuration du matériau à l’échelle nanométrique par électrofilage a optimisé la sensibilité des nanofibres résultantes de sorte que le système d’administration du médicament répondrait à des amplitudes de power physiologiquement sûres tout en restant insensible aux activités quotidiennes. La grande surface area spécifique des nanofibres leur a permis d’adsorber une quantité relativement importante de molécules médicamenteuses.

Après avoir incorporé le movie dans un hydrogel qui imite les tissus vivants, une série de checks utilisant des ondes de choc thérapeutiques a généré une cost électrique suffisante pour libérer une molécule de médicament modèle attachée électrostatiquement dans le gel environnant. Les chercheurs pourraient régler la quantité de libération du médicament en faisant varier la pression et la durée appliquées.

« Ce système d’administration de médicaments à base de nanofibres piézoélectriques permet une administration localisée de molécules médicamenteuses à la demande, ce qui serait utile pour les maladies ou les disorders qui nécessitent une administration répétée à long terme de médicaments, comme les traitements contre le cancer », a déclaré Nam. « Le grand rapport floor / volume de la framework nanofibreuse permet une plus grande cost de médicament, conduisant à une seule injection ou implantation qui dure moreover longtemps que la délivrance de médicament conventionnelle. »

Comparé aux systèmes traditionnels d’administration de médicaments basés sur la dégradation ou la libération par diffusion qui montrent généralement une libération initiale en rafale suivie de différentes vitesses de libération, le profil linéaire de libération de médicament à partir du système piézoélectrique permet l’administration précise de molécules médicamenteuses quelle que soit la durée d’implantation.. Des tests répétés de libération de médicament à la demande ont montré une quantité similaire de libération de médicament par activation, confirmant le contrôle robuste du taux de libération.

La sensibilité de la cinétique de libération du médicament peut être réglée en contrôlant la taille des nanofibres dans une plage qui est activée par des ondes de choc thérapeutiques, souvent utilisées pour le traitement de la douleur musculo-squelettique avec un appareil portatif. Des nanofibres in addition petites et in addition sensibles peuvent être utilisées pour l’implantation dans les tissus profonds, comme près d’un os sous les muscle mass, tandis que des nanofibres additionally grosses moins sensibles pourraient être utilisées dans des purposes sous-cutanées pour éviter une fausse activation par effects accidentel.