Kontrolowane przezskórne dostarczanie leków zintegrowane z elektronami - Trzy wysokiej jakości artykuły z czasopisma Nature-Family Journal

Zestawy mikroigieł stanowią obiecującą, minimalnie inwazyjną technikę medyczną umożliwiającą niemal bezbolesne przezskórne dostarczanie leków. Mikroigły penetrują warstwę rogową naskórka, tworząc szlaki transportu leków, omijając skórne naczynia krwionośne i zakończenia nerwowe, aby zminimalizować ból i krwawienie. Do chwili obecnej modyfikacje chemiczne i optymalizacja struktury fizycznej znacznie poprawiły wydajność podawania leków za pośrednictwem mikroigieł.

Niemniej jednak większość istniejących systemów mikroigieł działa w trybie pasywnego uwalniania, w którym uwalnianie leku regulowane jest głównie przez pęcznienie lub rozpuszczanie materiału. Dynamiczne i precyzyjne dostosowywanie czasu podawania i dawkowania pozostaje wyzwaniem. Integracja układów mikroigieł z elektronicznymi systemami sterowania w celu zapewnienia aktywnego podawania przezskórnego na żądanie stała się krytycznym wąskim gardłem i głównym kierunkiem rozwoju wyrobów medycznych z mikroigłami nowej generacji.

W artykule zawarto trzy artykuły o dużym wpływie opublikowane w czasopiśmieMikrosystemy i nanoinżynieria(dziennik „Nature”). Badania pochodzą z grupy badawczej prof. Petera B. Lillehoja (Rice University, USA), zespołu badawczego kierowanego przez prof. Leluna Jianga (Szkoła Inżynierii Biomedycznej, Uniwersytet Sun Yat-sen) oraz grupy prof. Lingqiana Changa (Szkoła Nauk Biologicznych i Inżynierii Medycznej, Uniwersytet Beihang). Obejmują trzy nowatorskie kierunki: bezkrwawy, szybkodiagnostyczny plaster z mikroigłami na skórze, zasilany smartfonem układ mikroigieł do jonoforezy do kontrolowanego podawania przezskórnego oraz mikronanourządzenia do diagnostyki i terapii stomatologicznej i okulistycznej. Prace te dostarczają cennych referencji na temat diagnostyki opartej na mikroigłach, inteligentnego dostarczania leków i rozszerzonych zastosowań obejmujących wiele scenariuszy.

---Doskonałe artykuły, które warto przeczytać---

01 Plaster skórny z mikroigłami do szybkiego, bezkrwawego badania diagnostycznego

Autorski: Jiang, X., Lillehoj, PBDziennik: Mikrosyst Nanoeng, 6, 96 (2020) Połączyć: https://www.nature.com/articles/s41378-020-00206-1 (Zdjęcia dzięki uprzejmości autorów)

W tym badaniu przedstawiono zintegrowany plaster skórny z wydrążoną mikroigłą. Zamiast pobierać krew, urządzenie pobiera płyn śródmiąższowy skóry za pomocą mikroigieł i wizualnie wykrywa biomarkery białkowe poprzez połączenie z paskami testowymi ze złotem koloidalnym o przepływie bocznym. NabierającyPlasmodium falciparumbiałko bogate w histydynę 2 (PfHRP2, biomarker malarii) jako cel potwierdzający słuszność koncepcji, test osiąga granicę wykrywalności do 8 ng/ml w czasie krótszym niż 20 minut bez nieporęcznych instrumentów. W pracy tej po raz pierwszy zademonstrowano połączenie mikroigieł i testu immunologicznego z przepływem bocznym, oferując nowe, pozbawione krwi rozwiązanie POCT dla regionów o ograniczonych zasobach.

02 Zasilany smartfonem plaster do jonoforezy z mikroigłami do kontrolowanego podawania przezskórnego

Autorski: Yang, J., Li, Y., Ye, R.i in. Dziennik: Mikrosyst Nanoeng, 6, 112 (2020) Połączyć: https://www.nature.com/articles/s41378-020-00224-z (Zdjęcia dzięki uprzejmości autorów)

W odróżnieniu od konwencjonalnych mikroigieł o pasywnym uwalnianiu, w ramach tej pracy opracowano plaster IMAP łączący układ mikroigieł z jonoforezą. Działający na smartfonie, realizuje zintegrowany proces podawania leku metodą „penetracja-dyfuzja-jontoforeza”. Po przebiciu warstwy rogowej mikroigły cofają się; jontoforeza przepuszcza nanopęcherzyki obciążone insuliną przez mikrokanały skóry. Dawkę leku można dynamicznie regulować poprzez regulację natężenia prądu elektrycznego. W modelach szczurów z cukrzycą typu 1 system utrzymuje normoglikemię przez długi czas i zmniejsza ryzyko hipoglikemii w porównaniu z wstrzyknięciem podskórnym. Praca ta potwierdza, że ​​integracja mikroigieł elektronicznych umożliwia aktywne, przezskórne dostarczanie na żądanie wielkocząsteczkowych środków terapeutycznych.

03 Mikro/nanourządzenia do oceny i leczenia w stomatologii i okulistyce

Autorski: Sheng, A., Lin, L., Zhu, J.i in. (Autor do korespondencji: prof. Lingqian Chang)Dziennik: Mikrosyst Nanoeng, 7, 11 (2021) Połączyć: https://www.nature.com/articles/s41378-021-00238-1

Wychodząc poza scenariusze przezskórne, w niniejszym przeglądzie rozszerzono zakres mikroigieł i różnorodnych mikronanourządzeń na specjalne tkanki błony śluzowej stosowane w stomatologii i okulistyce. Systematycznie podsumowuje wytwarzanie materiałów, zasady projektowania urządzeń i względy bezpieczeństwa biologicznego mikronanourządzeń, obejmujące wykrywanie biochemiczne na poziomie komórkowym i tkankowym, a także strategie terapeutyczne ukierunkowane na raka jamy ustnej, zapalenie rogówki, zmarszczki okołooczodołowe i choroby zakaźne jamy ustnej. Omówiono także kluczowe wąskie gardła w tłumaczeniu. W przeglądzie wzywa się do interdyscyplinarnej współpracy między klinicystami i badaczami zajmującymi się inżynierią w celu przyspieszenia klinicznego zastosowania mikro-nano wyrobów medycznych do pielęgnacji jamy ustnej i oczuNatura