Cercetătorii de la MIT, Draper şi Birgham &Women's Hospital au proiectat o capsulă cu administrare orală ce poate fi controlată utilizând tehnologia wireless Bluetooth. Capsula poate fi personalizată să livreze medicamente, să simtă condiţii ale mediului ce o înconjoară, sau o combinaţie al acelor funcţii, poate sta în stomac pentru cel puţin o lună, transmiţând informaţii şi răspunzând instrucţiunilor de pe telefonul unui utilizator.
Capsulele, obţinute prin tehnologia imprimării 3D, ar putea fi lansate pentru a livra medicamente ce tratează o varietate de boli, în particular în cazurile unde medicamentele trebuie luate constant pentru o perioadă lungă de timp. De asemenea, ar putea fi proiectate şi pentru a detecta infecţii, reacţii alergice, sau alte evenimente şi ulterior să elibereze un medicament ca răspuns.
”Sistemul nostru ar putea furniza monitorizare şi tratamente astfel încât un semnal ar putea ajuta la ghidarea livrării medicamentului sau la stabilirea dozei potrivite”, spune Giovanni Traverso, om de ştiinţă ce se va alătura Departamentului de Inginerie Mecanică de la MIT în 2019, citat de sciencedaily.com.
Aceste dispozitive ar putea fi de asemenea folosite în comunicarea cu alte dispozitive medicale implantabile, iar informaţia ar putea fi transmisă telefonului pacientului sau doctorului.
”Suntem încântaţi de această demonstraţie a printării 3D şi de cât de mult dispozitivele administrate oral pot ajuta prin noi dispozitive ce facilitează aplicaţiile mobile pentru sănătate”, spune Robert Langer, profesor la David H. Koch Institute şi membru al Koch Institute for Integrative Cancer Research de la MIT.
Langer şi Traverso sunt autorii principali ai studiului ce apare în ediţia din 13 decembrie a ”Advanced Material Technologies”, iarYong Lin Kong, profesor asistent la Universitatea din Utah, este autorul principal al lucrării.
Comunicaţie wireless
În timpul ultimilor ani, Langer, Traverso şi colegii lor au lucrat la o varietate de senzori cu administrare orală şi capsule ce livrează medicamente, despre care cred că vor fi folositoare pentru livrarea pe termen lung a medicamentelor ce în momentul de faţă trebuie injectate. De asemenea, ar putea ajuta pacienţii să menţină regimul strict de dozare, în cazul celor ce suferă de HIV sau malarie.
În ultimul lor studiu, cercetătorii au decis să combine multe caracteristici pe care le-au dezvoltat anterior. În 2016, ei au proiectat o capsulă în formă de stea cu 6 braţe ce se îndoaie înainte de a fi împachetată într-o capsulă fină. După ce este înghiţită, capsula se dizolvă şi braţele se extind, permiţând dispozitivul să se depună în stomac. În mod similar, noul dispozitiv se desface în formă de Y după ce a fost înghiţită. Acest lucru permite dispozitivului să rămână în stomac pentru aproximativ o lună, urmând să se rupă în mai multe bucăţi mici şi să se ducă pe tractul digestiv.
Unul din aceste braţe include patru mici compartimente ce pot fi încărcate cu diverse medicamente. Aceste medicamente pot fi împachetate cu polimeri ce le permit a fi eliberate gradual pe parcursul a câteva zile. Cercetătorii de asemenea anticipează că ar putea proiecta compartimentele astfel încât să fie deschise prin comunicaţia Bluetooth.
Dispozitivul poate să aibă de asemenea senzori ce monitorizează mediul gastric şi să trasmită informaţii printr-un semnal wireless. În munca lor anterioară, cercetătorii au proiectat senzori ce pot detecta semne vitale, cum ar fi pulsul şi numărul respiraţilor. În această lucrare, ei au demonstrat că poate fi folosit pentru a monitoriza temperatura şi să transmită informaţia direct către un smartphone, la o distanţă de până la lungimea unui braţ.
”Gama limitată de conexiune este o sporire a securităţii dorită. Izolarea de la sine a puterii semnalului wireless în spaţiul fizic al utilizatorului poate proteja dispozitivul de conexiuni nedorite, furnizând o izolare fizică pentru securitate suplimentară şi protecţie a intimităţii”, spune Kong.
Pentru producţia acestor elemente complexe, cercetătorii au decis să printeze capsulele 3D. Această abordare le-a permis să implementeze uşor toată varietatea de componente conţinute de capsule şi să construiască capsula implementând straturi de polimeri rigizi şi flexibili, ce o ajută să facă faţă mediului acid din stomac.
Cercetătorii susţin că acest tip de senzor poate fi folosit pentru a diagnostica semne timpurii ale bolii şi a răspunde ulterior cu medicaţia adecvată. De exemplu, ar putea fi folosit pentru monitorizarea unor oameni cu un risc crescut de infecţii, ca cei ce primesc chimioterapie sau medicamente imunodepresive. Dacă infecţia este detectată, capsula ar putea începe să elibereze antibiotice. Sau, dispozitivul ar putea fi proiectat să elibereze antihestamine atunci când detectează o reacţie alergică.
Sursa de energie a versiunii din prezent a dispozitivului este o mică baterie cu oxid de argint. Oricum, cercetătorii explorează posibilitatea de a o înlocui cu surse de energie alternative, cum ar fi o antenă externă sau acidul gastric.
În această lucrare, ei au testat senzorii de temperatură la porci şi au estimat că în aproximativ doi ani ar putea fi capabili să înceapă testarea senzorilor cu administrare orală la pacienţii umani.
Cercetarea a fost finanţată de Bill and Melinda Gates Foundation şi de National Institutes of Health.
