מהנדסי MIT המציאו דרך חדשה לספק תרופות מסוימות במינונים גבוהים יותר עם פחות כאבים, על ידי הזרקתם כמתלה של גבישים זעירים. ברגע שמתחת לעור, הגבישים מתאספים ל"חסכון "תרופה שיכול להימשך חודשים או שנים, ולבטל את הצורך בזריקות תרופות תכופות.
גישה זו עשויה להועיל למתן אמצעי מניעה לאורך זמן או תרופות אחרות שצריך לתת לפרקי זמן ממושכים. מכיוון שהתרופות מתפזרות בהשעיה לפני ההזרקה, ניתן להעניק אותן באמצעות מחט צרה שקל יותר לסבול לחולים.
הראינו שאנחנו יכולים לקבל משלוח מאוד מבוקר ומתמשך, ככל הנראה במשך מספר חודשים ואפילו שנים דרך מחט קטנה. "
ג'ובאני טרברסו, פרופסור חבר להנדסת מכונות ב- MIT, גסטרואנטרולוג בבית החולים בריגהם ונשים (BWH), חבר חבר המכון הרחב, ומחבר הבכיר של המחקר
מחברי העיתון המובילים, המופיעים היום ב הטבע הנדסה כימיתהם לשעבר MIT ו- BWH POSTDOC ויויאן פייג, שהוא כיום פרופסור להנדסת מכונות באוניברסיטת סטנפורד; סטודנט לתואר שני ב- MIT סנגהיון פארק; ופיר ריבנו, לשעבר חוקר מחקר אורח במעבדה של טרברסו.
זריקות קלות יותר
פרויקט זה החל כחלק ממאמץ במימון קרן גייטס להרחבת אפשרויות אמצעי מניעה, במיוחד במדינות מתפתחות.
"המטרה הכללית היא לתת לנשים גישה להרבה פורמטים שונים לאמצעי מניעה שקל לניהול, התואמים לשימוש בעולם המתפתח, ויש להם מגוון של מסגרות זמן שונות של משך פעולה", אומר פייג. "בפרויקט הספציפי שלנו, התעניינו לנסות לשלב את היתרונות של שתלים פועלים ארוכי שנים בקלות של הזרקת הזרקה ניתנת לניהול עצמי."
ישנן השעיות הניתנות להזרקה זמינות בארצות הברית ובמדינות אחרות, אך תרופות אלה מפוזרות לאורך הרקמה לאחר ההזרקה, ולכן הן פועלות רק כשלושה חודשים. מוצרים הניתנים להזרקה אחרים פותחו שיכולים ליצור מחסנים ארוכי טווח מתחת לעור, אך בדרך כלל אלה דורשים תוספת של פולימרים משקעים שיכולים להרכיב 23 עד 98 אחוז מהפתרון לפי משקל, מה שעלול להקשות על הזריקה של התרופה.
צוות ה- MIT ו- BWH רצה ליצור ניסוח שניתן להזריק דרך מחט קטנה ומאוחרת למשך שישה חודשים לפחות ועד שנתיים. הם החלו לעבוד עם תרופה למניעת הריון בשם Levonorgestrel, מולקולה הידרופובית שיכולה ליצור גבישים. הצוות גילה כי השעיית הגבישים הללו בממס אורגני מסוים גרמה לגבישים להתאסף לשתל קומפקטי ביותר לאחר ההזרקה. מכיוון שמחסן זה יכול להיווצר מבלי להזדקק לכמויות גדולות של פולימר, עדיין ניתן להזריק את ניסוח התרופות בקלות דרך מחט צרה.
הממס, בנזיל בנזואט, הוא תואם ביולוגי ומשמש בעבר כתוסף לתרופות הניתנות להזרקה. הצוות מצא כי היכולת הגרועה של הממס להתערבב עם נוזלים ביולוגיים היא המאפשרת לקריסטלים של התרופות המוצקות להרכיב את עצמן למחסן מתחת לעור לאחר ההזרקה.
"הממס הוא קריטי מכיוון שהוא מאפשר לך להזריק את הנוזל דרך מחט קטנה, אך ברגע שהגבישים מתרכמים את עצמם למחסן תרופות", אומר טרברסו.
על ידי שינוי צפיפות המחסן, החוקרים יכולים לכוונן את הקצב בו משתחררות מולקולות התרופות לגוף. במחקר זה, החוקרים הראו שהם יכולים לשנות את הצפיפות על ידי הוספת כמויות קטנות של פולימר כמו פוליקפרולקטון, פוליאסטר מתכלה.
"על ידי שילוב כמות קטנה מאוד של פולימרים – פחות מ- 1.6 אחוזים במשקל – אנו יכולים לשנות את קצב שחרור התרופות, ולהרחיב את משך הזמן תוך שמירה על הזרקה. זה מדגים את יכולת הכוונון של המערכת שלנו, אשר ניתן להנדס כדי להתאים למגוון רחב יותר של צרכים אמצעי מניעה וכן משטרי מינון מותאמים ליישומים טיפוליים אחרים", כך נאמר בפארק.
מחסני סמים יציבים
החוקרים בדקו את גישתם על ידי הזרקת תמיסת התרופה תת עורית אצל חולדות והראו כי מחסני התרופות יכולים להישאר יציבים ולשחרר את התרופה בהדרגה במשך שלושה חודשים. לאחר סיום המחקר של שלושה חודשים, כ- 85 אחוז מהתרופה נותרו במחסנים, מה שמרמז שהם יכולים להמשיך לשחרר את התרופות למשך זמן רב בהרבה.
"אנו צופים כי המחסנים יכולים להימשך יותר משנה, בהתבסס על הניתוח שלנו של נתונים פרה-קליניים. מחקרי מעקב נערכים כדי לאמת עוד יותר את יעילותם מעבר להוכחת מושג ראשונית זו", אומר פארק.
ברגע שמחסני התרופות נוצרים, הם קומפקטיים מספיק כדי להיות ניתנים לשחזור, מה שמאפשר הסרה כירורגית אם יש להפסיק את הטיפול לפני שתשתחרר התרופה במלואה.
גישה זו יכולה להשאיל את עצמה גם למסירת תרופות לטיפול במצבים נוירופסיכיאטריים כמו גם ב- HIV ושחפת, אומרים החוקרים. כעת הם מתקדמים לעבר הערכת התרגום שלה לבני אדם על ידי ביצוע מחקרים פרה-קליניים מתקדמים כדי להעריך את ההרכבה העצמית בסביבת עור רלוונטית יותר קלינית. "זו מערכת פשוטה מאוד בכך שהיא בעצם ממס, התרופה, ואז אתה יכול להוסיף מעט פולימרים בביורס.
המחקר מומן, בחלקו, על ידי קרן גייטס, פרופסור פיתוח קריירה של קארל ואן טאסל, המחלקה להנדסת מכונות של MIT, מלגת עמיתים למדעי שמידט, מלגת דוקטורט, The Rhodes, A Fallowship Fellowship, A Fellowship, A Fellowship.
