Stent, ki ga navdihuje Kirigami, za izboljšanje dostave zdravil za bolezni, ki prizadenejo cevaste organe

Bolezni, ki prizadenejo cevaste strukture v telesu, kot je prebavni sistem (GI), vaskulatura in dihalne poti, predstavljajo edinstven izziv za lokalno zdravljenje. Navpično usmerjeni organi, kot je požiralnik, in labirintne strukture, na primer črevesje, jih je težko premazati s terapevtskimi sredstvi, in v mnogih primerih, bolnikom namesto tega predpisujejo sistemska zdravila, ki imajo lahko imunosupresivne učinke.

Za izboljšanje dostave zdravil za bolezni, ki prizadenejo cevaste organe, kot eozinofilni ezofagitis in vnetna črevesna bolezen, multidisciplinarna ekipa iz bolnišnice Brigham in Women's Hospital, Splošna bolnišnica Massachusetts in Tehnološki inštitut Massachusetts (MIT) sta zasnovala raztegljiv stent, ki temelji na načelih kirigamija, ki lahko podpira hitro odlaganje skladišč zdravil. Raziskava je opisana v Naravni materiali .

Vemo, da lahko injicirana zdravila, kot so steroidi, pomagajo razbremeniti določena stanja prebavil, vendar je izziv njihova dobava v segmentu cevastega organa v dolžino več centimetrov. Ena izmed strategij, ki smo jih pripravili, je bil dinamičen stent, ki se lahko raztegne, da spremeni obliko in da zdravila obodno in vzdolžno dostavi, da pokrije cev. "

Giovanni Traverso, MB, BChir, Doktor znanosti, ustrezni avtor, gastroenterolog in inženir biomedicine, Brighamov oddelek za gastroenterologijo, Oddelek za strojništvo na MIT

Za oblikovanje sistema stentov za odlaganje zdravil, ekipa je upoštevala načela kirigamija, japonska oblika papirne umetnosti, podobna origamiju, ki vključuje rezanje papirja. Raziskovalci so že pokazali, da se lastnosti upogibanja modelov na osnovi kirigamija lahko uporabijo za izdelavo podplatov obutve, ki ustvarjajo trenje, da preprečijo zdrs in padce. Kirigami stent je podoben kačji koži, cilindrična oblika, ki se razširi, da vključi pojavne igle, ki jih nadzira zračni tlak na mehki pogon. To omogoča obodno dostavo terapevtskih sredstev v prebavni trakt, pa tudi ožilja in dihalnih poti. Stent se odstrani kmalu po izvedbi terapije in se ne vsadi v telo. Lahko se proizvaja v različnih velikostih, in dostavo zdravil je mogoče nadzorovati s spreminjanjem debeline lupine kirigamija, dolžina igle in pritisk.

Po izboljšanju mehanike kirigamijevega stenta, raziskovalci so zasnovali zasnovo s polimernimi mikro delci, napolnjenimi z budezonidom, da bi podprli podaljšano dajanje zdravil, ki so ga nato testirali v požiralnikih prašičev. Budesonid je zdravilo, ki se običajno uporablja za zdravljenje številnih bolezni prebavil. Igle kirigamija so dve minuti ostale v izstopajoči konfiguraciji, preden so odstranili stent. Ko so raziskovalci v različnih obdobjih pregledali živali (ena, tri in sedem dni po dostavi zdravila), odkrili so koncentracije terapevta v živalskem tkivu v vseh časovnih točkah, kar kaže, da sistem dostave lahko spodbuja trajno dajanje zdravil.

"Naš preprost pristop nam omogoča razvoj sistema za sproščanje zdravil, ki ga lahko uporabimo na različnih dolžinskih lestvicah in ga prilagodimo velikosti katerega koli ciljnega cevastega organa, "je dejala prva avtorica Sahab Babaee, Doktor znanosti, raziskovalni sodelavec na oddelku za gastroenterologijo pri Brighamu in raziskovalec MIT.

Raziskovalci bodo še naprej izpopolnjevali sistem za dajanje zdravil na živalskih modelih in si prizadevali razviti ga za uporabo pri ljudeh. Upajo, da se lahko sistem uporabi tudi v strukturah, kot so sapnik ali iliak arterija, s čimer se izboljša ciljna usmerjenost, trajno dajanje terapevtskih sredstev za vrsto bolezni.

"Vizija je razmišljati o dolgoročnem sproščanju zdravila, da bi nekega dne lahko bolnik prejel lokalno zdravljenje in tedne jemal terapijo, če ne mesecev ali celo let, "Je dejal Traverso." Odprava potrebe po rutinskem jemanju predpisanih zdravil, kot steroid ali drugo zdravilo, lahko resnično spremeni bolnikovo izkušnjo. "

• Umetna inteligenca za napovedovanje kolorektalnega raka TMB-H po histopatoloških značilnostih
• Zdi se, da rastlinska prehrana nudi zaščito pred hipertenzijo in preeklampsijo