La peau est une voie attrayante pour l’administration de médicaments automobile elle permet aux médicaments d’aller directement au web-site où ils sont nécessaires, ce qui pourrait être utile pour la cicatrisation des plaies, le soulagement de la douleur ou d’autres programs médicales et cosmétiques. Cependant, l’administration de médicaments à travers la peau est difficile auto la couche externe dure de la peau empêche la plupart des petites molécules de la traverser.
Dans l’espoir de faciliter l’administration de médicaments à travers la peau, les chercheurs du MIT ont développé un patch transportable qui applique des ondes ultrasonores indolores sur la peau, créant de minuscules canaux par lesquels les médicaments peuvent passer. Cette approche pourrait se prêter à l’administration de traitements pour une variété d’affections cutanées et pourrait également être adaptée pour administrer des hormones, des relaxants musculaires et d’autres médicaments, selon les chercheurs.
“La facilité d’utilisation et la haute répétabilité offertes par ce système offrent une choice révolutionnaire aux sufferers et aux consommateurs souffrant d’affections cutanées et de vieillissement prématuré de la peau”, déclare Canan Dagdeviren, professeur agrégé au Media Lab du MIT et auteur principal. de l’étude. “L’administration de médicaments de cette manière pourrait offrir moins de toxicité systémique et est additionally locale, confortable et contrôlable.”
Les assistants de recherche du MIT Chia-Chen Yu et Aastha Shah sont les principaux auteurs de l’article, qui apparaît dans Highly developed Elements, dans le cadre de la série “Increasing Stars” de la revue, qui présente le travail exceptionnel des chercheurs au début de leur carrière indépendante.. Parmi les autres auteurs du MIT figurent l’assistant de recherche Colin Marcus et le postdoc Md Osman Goni Nayeem. Nikta Amiri, Amit Kumar Bhayadia et Amin Karami de l’Université de Buffalo sont également les auteurs de l’article.
Un increase des ondes sonores
Les chercheurs ont commencé ce projet comme une exploration d’autres moyens d’administrer des médicaments. La plupart des médicaments sont administrés par voie orale ou intraveineuse, mais la peau est une voie qui pourrait offrir une administration de médicaments beaucoup furthermore ciblée pour certaines applications.
“Le principal avantage avec la peau est que vous contournez l’ensemble du tractus gastro-intestinal. Avec l’administration orale, vous devez administrer une dose beaucoup in addition importante afin de tenir compte de la perte que vous auriez dans le système gastrique”, explique Shah. “Il s’agit d’une modalité d’administration de médicaments beaucoup as well as ciblée et ciblée.”
Il a été démontré que l’exposition aux ultrasons améliore la perméabilité de la peau aux médicaments à petites molécules, mais la plupart des tactics existantes pour effectuer ce style d’administration de médicaments nécessitent un équipement encombrant. L’équipe du MIT voulait trouver un moyen d’effectuer ce type d’administration transdermique de médicaments avec un patch léger et moveable, ce qui pourrait faciliter son utilisation pour une variété d’applications.
Le dispositif qu’ils ont conçu se compose d’un patch intégré avec plusieurs transducteurs piézoélectriques en forme de disque, capables de convertir des courants électriques en énergie mécanique. Chaque disque est intégré dans une cavité polymère qui contient les molécules de médicament dissoutes dans une resolution liquide. Lorsqu’un courant électrique est appliqué aux éléments piézoélectriques, ils génèrent des ondes de pression dans le fluide, créant des bulles qui éclatent contre la peau. Ces bulles éclatantes produisent des microjets de fluide qui peuvent pénétrer à travers la couche externe dure de la peau, la couche cornée.
“Cela ouvre la porte à l’utilisation de vibrations pour améliorer l’administration de médicaments. Plusieurs paramètres entraînent la génération de différents types de modèles de forme d’onde. Les aspects mécaniques et biologiques de l’administration de médicaments peuvent être améliorés par ce nouvel ensemble d’outils”, déclare Karami.
Le patch est composé de PDMS, un polymère à base de silicone qui peut adhérer à la peau sans ruban adhésif. Dans cette étude, les chercheurs ont testé l’appareil en délivrant une vitamine B appelée niacinamide, un ingrédient de nombreux écrans solaires et hydratants.
Dans des assessments utilisant de la peau de porc, les chercheurs ont montré que lorsqu’ils administraient du niacinamide à l’aide du patch à ultrasons, la quantité de médicament pénétrant dans la peau était 26 fois supérieure à la quantité pouvant traverser la peau sans aid ultrasonique.
Les chercheurs ont également comparé les résultats de leur nouvel appareil au microneedling, une system parfois utilisée pour l’administration transdermique de médicaments, qui consiste à percer la peau avec des aiguilles miniatures. Les chercheurs ont découvert que leur patch était capable de délivrer la même quantité de niacinamide en 30 minutes que celle qui pouvait être délivrée avec des micro-aiguilles sur une période de six heures.
Avec la version actuelle de l’appareil, les médicaments peuvent pénétrer de quelques millimètres dans la peau, ce qui rend cette approche potentiellement utile pour les médicaments qui agissent localement dans la peau. Ceux-ci pourraient inclure la niacinamide ou la vitamine C, qui est utilisée pour traiter les taches de vieillesse ou d’autres taches brunes sur la peau, ou des médicaments topiques utilisés pour soigner les brûlures.
Avec d’autres modifications pour augmenter la profondeur de pénétration, cette strategy pourrait également être utilisée pour les médicaments qui doivent atteindre la circulation sanguine, comme la caféine, le fentanyl ou la lidocaïne. Dagdeviren envisage également que ce variety de patch pourrait être utile pour délivrer des hormones telles que la progestérone. De in addition, les chercheurs explorent maintenant la possibilité d’implanter des dispositifs similaires à l’intérieur du corps pour administrer des médicaments destinés à traiter le cancer ou d’autres maladies.
Les chercheurs travaillent également à optimiser davantage le patch portable, dans l’espoir de le tester bientôt sur des volontaires humains. Ils prévoient également de répéter les expériences de laboratoire qu’ils ont faites dans cette étude, avec des molécules de médicament as well as grosses.
“Après avoir caractérisé les profils de pénétration de médicaments pour des médicaments beaucoup plus importants, nous verrions alors quels candidats, comme les hormones ou l’insuline, peuvent être administrés à l’aide de cette technologie, afin de fournir une substitute indolore à ceux qui sont actuellement tenus de s’auto-administrer des injections sur un quotidiennement », dit Shah.
La recherche a été financée par la National Science Foundation, un 3M Non-Tenured Faculty Award, le Sagol Weizmann-MIT Bridge Application, Texas Devices, Inc. le MIT Media Lab Consortium et une bourse d’études supérieures du K. Lisa Yang Bionics Centre.