Стент в стиле киригами для улучшения доставки лекарств при заболеваниях, поражающих трубчатые органы

Заболевания, поражающие трубчатые структуры тела, таких как желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), сосудистая сеть и дыхательные пути, представляют собой уникальную проблему для предоставления местных лечебных услуг. Вертикально ориентированные органы, например, пищевод, и лабиринтные конструкции, например кишечник, трудно покрыть терапевтическими средствами, и во многих случаях Вместо этого пациентам назначают системные препараты, которые могут оказывать иммунодепрессивное действие.

Для улучшения доставки лекарств при заболеваниях, поражающих трубчатые органы, например, эозинофильный эзофагит и воспалительное заболевание кишечника, многопрофильная команда из Бригама и женской больницы, Больница общего профиля Массачусетса и Массачусетский технологический институт (MIT) разработали растягиваемый стент, основанный на принципах киригами, который способен поддерживать быстрое осаждение депо лекарств. Исследование описано в Материалы Природы .

<цитата>

Мы знаем, что инъекционные препараты, такие как стероиды, могут помочь облегчить определенные состояния ЖКТ, но задача состоит в том, чтобы доставить их в сегменте трубчатого органа длиной несколько сантиметров. Одной из стратегий, которую мы придумали, был динамический стент, которые можно растягивать для изменения формы и доставки лекарств по окружности и в продольном направлении, чтобы покрыть трубку ».

Джованни Траверсо, МБ, БЧир, Кандидат наук, автор-корреспондент, гастроэнтеролог и биомедицинский инженер, Отделение гастроэнтерологии Бригама, Кафедра машиностроения Массачусетского технологического института

Чтобы разработать стент-систему для депонирования лекарственного средства, команда обратилась к принципам киригами, Японская форма бумажного искусства, похожая на оригами, которая включает вырезание из бумаги. Ранее исследователи продемонстрировали, что свойства продольного изгиба конструкций на основе киригами можно использовать для конструирования подошв обуви, которые создают трение для предотвращения скольжения и падений. Стент киригами имеет змеиную кожу, цилиндрическая конструкция, расширяющаяся за счет выдвижных игл, которые управляются давлением воздуха, приложенным к мягкому приводу. Это позволяет осуществлять круговую доставку терапевтических средств в желудочно-кишечный тракт, а также сосуды и дыхательные пути. Стент удаляется вскоре после введения терапевтического средства и не имплантируется в организм. Может быть изготовлен в различных размерах, а доставку лекарств можно контролировать, варьируя толщину оболочки киригами, длина иглы и приложенное давление.

После уточнения механики стента киригами, исследователи покрыли конструкцию полимерными микрочастицами, содержащими будесонид, для поддержки расширенной доставки лекарств, который затем был протестирован на пищеводе свиней. Будесонид - это лекарство, обычно используемое для лечения ряда желудочно-кишечных заболеваний. Иглы киригами оставляли в выдвинутой конфигурации на две минуты перед удалением стента. Когда исследователи исследовали животных в разное время (одно, через три и семь дней после доставки препарата), они обнаружили концентрацию терапевтического средства в тканях животных во все моменты времени, это указывает на то, что система доставки может способствовать длительному введению терапевтических средств.

«Наш простой подход позволяет нам разработать систему высвобождения лекарства, которую можно применять к разным масштабам длины и согласовывать с размером любого трубчатого органа-мишени, "сказал первый автор Сахаб Бабаи, Кандидат наук, научный сотрудник отделения гастроэнтерологии в Бригаме и научный сотрудник Массачусетского технологического института.

Исследователи продолжат совершенствовать систему доставки лекарств на животных моделях и работать над ее разработкой для использования на людях. Они надеются, что эту систему также можно будет использовать в таких структурах, как трахея и подвздошная артерия. тем самым улучшая целевой, длительная доставка терапевтических средств для ряда заболеваний.

"Видение здесь состоит в том, чтобы подумать о долгосрочном высвобождении препарата, чтобы однажды пациент мог получить местное лечение и лечиться неделями, если не месяцы и даже годы, - сказал Траверсо. - Устраняя необходимость регулярно принимать прописанные лекарства, как стероид или другой препарат, действительно может изменить опыт пациента ".

• Искусственный интеллект для прогнозирования колоректального рака TMB-H на основе гистопатологических характе…
• Растительная диета защищает от гипертонии и преэклампсии.