Elektronově integrovaná kontrolovaná transdermální dodávka léčiv - Tři vysoce kvalitní články z Nature-Family Journal

Mikrojehličková pole představují slibnou minimálně invazivní lékařskou techniku ​​pro téměř bezbolestné transdermální podávání léků. Mikrojehly pronikají do stratum corneum a vytvářejí dráhy pro transport léčiva a zároveň se vyhýbají dermálním krevním cévám a nervovým zakončením, aby se minimalizovala bolest a krvácení. K dnešnímu dni chemická modifikace a fyzikální optimalizace struktury výrazně zlepšily výkon podávání léčiva zprostředkovaného mikrojehličkami.

Nicméně většina existujících mikrojehličkových systémů pracuje v režimu pasivního uvolňování, kde je uvolňování léčiva řízeno hlavně bobtnáním nebo rozpouštěním materiálu. Dynamické a přesné ladění načasování podávání a dávkování zůstává náročné. Integrace mikrojehličkových polí s elektronickými řídicími systémy pro dosažení aktivního transdermálního podávání na vyžádání se stalo kritickým úzkým hrdlem a hlavním směrem vývoje pro mikrojehličkové lékařské přístroje nové generace.

Tento článek obsahuje tři vysoce působivé články publikované vMikrosystémy a nanoinženýrství(přírodní časopis). Studie pocházejí z výzkumné skupiny prof. Petera B. Lillehoje (Rice University, USA), výzkumného týmu vedeného prof. Lelunem Jiangem (School of Biomedical Engineering, Sun Yat-sen University) a skupiny prof. Lingqian Changa (School of Biological Science and Medical Engineering, Beihang University). Pokrývají tři špičkové směry: mikrojehličkovou kožní náplast s rychlou diagnostikou bez krve, iontoforézně-mikrojehlové pole napájené chytrým telefonem pro kontrolované transdermální podávání a mikronanozařízení pro stomatologickou a oftalmologickou diagnostiku a terapii. Tyto práce poskytují cenné reference pro diagnostiku založenou na mikrojehličkách, inteligentní podávání léků a rozšířené aplikace napříč scénáři.

---Výborné články, které stojí za přečtení---

01 Náplast na kůži na bázi mikrojehly pro rychlé diagnostické testování bez krve

Autoři: Jiang, X., Lillehoj, PBČasopis: Microsyst Nanoeng, 6, 96 (2020) Odkaz: https://www.nature.com/articles/s41378-020-00206-1 (obrázky s laskavým svolením autorů)

Tato studie představuje integrovanou kožní náplast s dutou mikrojehlou. Namísto odběru krve zařízení extrahuje dermální intersticiální tekutinu pomocí mikrojehel a provádí vizuální detekci protein-biomarkerů spojením s koloidními zlatými testovacími proužky s laterálním průtokem. brátPlasmodium falciparumprotein bohatý na histidin 2 (PfHRP2, biomarker malárie) jako cíl proof-of-concept, test dosahuje detekčního limitu až 8 ng/ml během méně než 20 minut bez objemných nástrojů. Tato práce poprvé demonstruje kombinaci mikrojehel a laterálního průtokového imunotestu a nabízí nové řešení POCT bez krve pro oblasti s omezenými zdroji.

02 Náplast s iontoforézou a mikrojehličkovým polem napájená chytrým telefonem pro kontrolované transdermální podávání

Autoři: Yang, J., Li, Y., Ye, R.a kol. Časopis: Microsyst Nanoeng, 6, 112 (2020) Odkaz: https://www.nature.com/articles/s41378-020-00224-z (obrázky s laskavým svolením autorů)

Na rozdíl od konvenčních mikrojehel s pasivním uvolňováním tato práce vyvíjí patch IMAP kombinující pole mikrojehel s iontoforézou. Je poháněno chytrým telefonem a implementuje integrovaný pracovní postup pro podávání léků „penetrace-difúze-iontoforéza“. Po propíchnutí stratum corneum se mikrojehly stáhnou; iontoforéza pohání nanovezikuly nabité inzulínem přes kožní mikrokanály. Dávkování léku lze dynamicky regulovat úpravou intenzity elektrického proudu. U krys s diabetem typu 1 systém udržuje normoglykémii po dlouhou dobu a snižuje riziko hypoglykémie ve srovnání se subkutánní injekcí. Tato práce potvrzuje, že integrace elektronickou mikrojehlou umožňuje aktivní transdermální podávání makromolekulárních léčiv na vyžádání.

03 Mikro/nanopřístroje pro hodnocení a léčbu ve stomatologii a oftalmologii

Autoři: Sheng, A., Lin, L., Zhu, J.a kol. (Odpovídající autor: prof. Lingqian Chang)Časopis: Microsyst Nanoeng, 7, 11 (2021) Odkaz: https://www.nature.com/articles/s41378-021-00238-1

Tento přehled přesahuje kožní transdermální scénáře a rozšiřuje mikrojehly a různá mikronanozařízení na speciální slizniční tkáně pro stomatologii a oftalmologii. Systematicky shrnuje výrobu materiálu, principy návrhu zařízení a úvahy o biologické bezpečnosti mikronanozařízení, pokrývá biochemické snímání od buněčné až po tkáňovou úroveň, stejně jako terapeutické strategie zaměřené na rakovinu dutiny ústní, keratitidu, periorbitální vrásky a infekční onemocnění dutiny ústní. Diskutovány jsou také klíčové translační překážky. Přehled vyzývá k mezioborové spolupráci mezi klinickými lékaři a inženýrskými výzkumníky s cílem urychlit klinický překlad mikronano lékařských zařízení pro péči o ústa a oči Příroda