رهاسازی دارو در زمان مناسب با استفاده از فناوری پیشرفته میکروذرات

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، مصرف دارو‌های تجویزی در دوز مناسب در زمان مناسب می‌تواند به طور مستقیم بر سلامت بیمار تأثیر بگذارد. برعکس، از دست دادن دارو‌ها یا مصرف نکردن آن‌ها در صورت لزوم می‌تواند نتایج پرهزینه‌ای داشته باشد. مهندسان زیستی در دانشگاه رایس ممکن است راه حلی برای مشکل دارو‌های از دست رفته داشته باشند، آن‌ها با استفاده از فناوری پیشرفته سیستمی را ایجاد کنند که دارو‌ها را در زمان مناسب ارائه دهد.

نرخ پایبندی دارویی ۸۰ درصد یا بیشتر برای دارو‌ها لازم است تا اثر درمانی مطلوبی داشته باشند. با این حال، تخمین زده می‌شود که پایبندی به دارو‌های طولانی مدت حدود ۵۰ ٪ است.

هزینه‌های مربوط به افرادی که دارو‌های تجویزی مصرف نمی‌کنند یا آن‌ها را اشتباه مصرف می‌کنند، زیاد است و فقط مالی نیست. تخمین زده شده است که سالانه تنها در ایالات متحده، عدم پایبندی به دارو منجر به مرگ بیش از ۱۰۰۰۰۰ مرگ، تا ۲۵ درصد بستری شدن در بیمارستان و بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ میلیارد دلار هزینه مراقبت‌های بهداشتی می‌شود.

اما محققان دانشگاه رایس ممکن است با استفاده از فناوری میکروذرات موجود سیستمی را توسعه دهند که می‌تواند دارو‌های آزاد شده را در زمان مناسب ارائه دهد.

**استفاده از فناوری میکروذرات و پرینت سه بعدی در آزادسازی دارو

استفاده از میکروذرات برای حل کردن و رهاسازی دارو‌ها چیز جدیدی نیست. اما محققان رایس از پرینت سه بعدی با وضوح بالا و لیتوگرافی نرم برای تولید آرایه‌هایی از بیش از ۳۰۰ سیلندر غیرسمی و زیست تخریب پذیر به اندازه کافی کوچک استفاده کردند تا با استفاده از سوزن زیرپوستی استاندارد به بدن تزریق شوند. محققان این فناوری را ذرات یکنواخت مایع و مهر و موم شده برای محصور کردن دارو‌ها یا پالس شده می‌نامند.

آن‌ها روش‌های مختلفی را برای بارگذاری دارو‌ها در میکروسیلندر‌ها توسعه دادند که از PLGA، یک پلیمر زیست تخریب‌پذیر و زیست سازگار که در حال حاضر در دستگاه‌های درمانی مورد تایید FDA استفاده می‌شود، ساخته شده‌اند. با تغییر ساختار PLGA، محققان می‌توانند سرعت انتشار دارو را از ۱۰ روز به تقریبا ۵ هفته تغییر دهند.

چیزی که محققان سعی داشتند از آن اجتناب کنند، "آزادسازی مرتبه اول" بود، دوز ناهمواری که اغلب با روش‌های فعلی کپسوله کردن دارو مشاهده می‌شود.

کوین مک هیو، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: الگوی رایج این است که بسیاری از دارو‌ها زودتر در روز اول منتشر شوند؛ و سپس در روز ۱۰، ممکن است ۱۰ برابر کمتر از روز اول دریافت کنید. این موضوع بیشتر اوقات واقعاً مشکل ساز است، یا به این دلیل که دوز روز اول شما را به سمیت نزدیک می‌کند یا به دلیل دریافت ۱۰ برابر کمتردر مقاطع زمانی بعدی برای موثر بودن کافی نیست.

فناوری پالس شده را می‌توان برای جلوگیری از انتشار مرتبه اول طراحی کرد و تحویل مداوم دارو‌ها را فراهم کرد.

مک هیو گفت: «با این کار، شما یک بار به آن‌ها [بیمار]واکسن می‌زنید و برای چند ماه آینده آماده می‌شوند.»

نکته مهم این است که این مطالعه نشان داد که ذرات با قطر‌های بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ میکرون می‌توانند ساخته و در میکروسیلندر‌های پالسی بارگذاری شوند. به دلیل اندازه، تا زمانی که آن‌ها حل شوند در جای خود می‌مانند، که برای تمرکز درمان دارویی در یک منطقه خاص مفید است.

**مبارزه با تومورهای سرطانی با استفاده از ریزذرات دارویی

مک هیو گفت: «برای شیمی‌درمانی‌های سمی سرطان، ما به دنبال این هستیم که سم در تومور متمرکز شود نه در بقیه بدن. اما ریزذرات ما باعث می‌شوند دارو‌ها در جایی که قرار داده می‌شوند می‌ماند. ایده ما این است که شیمی‌درمانی را مؤثرتر کنیم و عوارض جانبی آن را با ارائه دوز طولانی‌مدت و متمرکز دارو‌ها دقیقاً در جایی که لازم است کاهش دهیم.

اما بسیار مهم است کشف مهر و موم داردو‌های محصورشده بدون تماس و تقریباً به طور تصادفی اتفاق بیافتد. با روش‌های کپسوله‌سازی PLGA موجود، مهر و موم کردن تعداد زیادی از ذرات دشوار بود، به طوری که هزینه تولید غیرعملی تلقی می‌شد.

محققان با بررسی روش‌های آب‌بندی جایگزین، این سؤال را مطرح کردند که آیا روش معمول فرو بردن ریزذرات در پلیمر‌های مذاب برای آب‌بندی آن‌ها ضروری است یا خیر. در عوض، آن‌ها ریزذرات PLGA را بالای یک صفحه داغ معلق کردند، که باعث شد قسمت بالایی ذرات ذوب شود و در حالی که قسمت پایین دست نخورده باقی بماند. ازاین رو روش جدید یک مهر و موم ثابت و قوی ایجاد کرده است.

مطالعات قبلی نشان داده است که کپسول‌های PLGA می‌توانند دارو را تا شش ماه پس از تزریق تحویل دهند. محققان امیدوارند که با آزمایش‌های بیشتر، فناوری پالس شده بتواند به نتیجه دلخواه دست یابد.

در ویدئوی زیر، محققان دانشگاه رایس توضیح می‌دهد که این روش چرا توسعه یافته است، چگونه کار می‌کند و چگونه می‌توان از آن در محیط بالینی استفاده کرد: