Draadloos implantaat levert chemotherapie diep in tumoren zonder bijwerkingen

Onderzoekers hebben een draadloos implanteerbaar medicijnafgiftesysteem ontwikkeld waarmee geneesmiddelen tegen kanker diep kunnen doordringen in vaste tumoren – zonder te schaden rondom gezond weefsel. Het multidisciplinaire team, geleid door experts in materiaalwetenschappen, bio -elektronica en farmaceutische engineering, biedt een nieuwe strategie om de werkzaamheid van chemotherapie te verbeteren en bijwerkingen te minimaliseren.

Het papier is gepubliceerd in het dagboek De wetenschap vordert. De studie komt van Seoul National University (Prof. Seung-Kyun Kang), het Korea Institute of Science and Technology, KIST (Dr. Hyojin Lee), Kwangwoon University (Prof. Jeonghyun Kim) en Gyeongsang National University (Prof. Seongchan Kim).

Solide tumoren, vanwege hun dichte cellulaire architectuur en verhoogde interstitiële druk, hebben zich al lang weerstaan ​​tegen conventionele medicijntherapieën. Geneesmiddelen tegen kanker geleverd via injectie blijven vaak gevangen in de buitenste gebieden van een tumor, waardoor hoge systemische doses nodig zijn om therapeutisch effect te bereiken. Deze benadering verhoogt het risico op ernstige bijwerkingen zoals immuunonderdrukking, gastro -intestinale toxiciteit en de snelle opkomst van resistentie tegen geneesmiddelen.

Om deze uitdaging op te lossen, ontwikkelde het onderzoeksteam het Dual-Phoretic Wireless Drug Delivery System (DPW-DDS)-een volledig implanteerbaar apparaat dat twee ionische transportmechanismen gebruikt. Ten eerste maakt elektroforese on-demand, pulserende en kwantitatieve afgifte van geneesmiddelen mogelijk met behulp van een ionenselectieve diode. Ten tweede maakt iontophoresis elektrische velden gebruikt om die medicijnen diep in tumorweefsel te duwen.

Belangrijk is dat het systeem draadloos wordt aangedreven met behulp van Near-Field Communication (NFC), waardoor volledig ongebonden werking mogelijk is zonder externe bedrading of batterijen. Alle stappen voor essentiële medicijnafgifte – inslag, afgifte, penetratie en dosering – zijn geïntegreerd in een enkel, compact apparaat dat is ontworpen voor onderhuidse implantatie.

In vivo experimenten toonden aan dat het systeem bereikte gedurende vier keer grotere efficiëntie van geneesmiddelen dan standaardinjectiemethoden en binnen vijf weken met meer dan 50% met meer dan 50% met meer dan 50% verminderd. Gedurende de studie werd geen schade aan grote organen of omliggende gezond weefsel waargenomen, wat de biocompatibiliteit en veiligheid van het systeem benadrukt.

Omdat het systeem geen herformulerende medicijnen vereist, kan het gemakkelijk worden toegepast op bestaande therapeutica, waardoor de kosten en tijd die verband houden met de ontwikkeling van geneesmiddelen mogelijk worden verminderd. Het platform ondersteunt ook een breed scala aan geneesmiddelentypen – inclusief nanomedicines, eiwitherapeutica en mRNA – waardoor het geschikt is voor de behandeling van kanker, chronische ontsteking en andere doelen voor precisiegeneeskunde.

Vooruitkijkt, wil het team het platform uitbreiden naar biologisch afbreekbare, niet-afvalbare implantaten, waardoor de noodzaak van chirurgische verwijdering wordt geëlimineerd en de weg vrijmaakt voor langdurige, lage-burden behandelingsopties. De integratie van principes van fysieke medicijnafgifte met draadloze bio-elektronica markeert een belangrijke stap in de richting van implanteerbare therapieën van de volgende generatie.

“Dit systeem integreert gecontroleerde afgifte en diepe weefsel targeting in een compacte draadloze vorm. Het kan hervormen hoe we niet alleen kanker behandelen, maar ook een breed scala aan ziekten die nauwkeurige en aanhoudende medicijnafgifte vereisen,” zei prof. Kang.

“Dit platform biedt een praktische oplossing voor het verbeteren van de therapeutische werkzaamheid en het minimaliseren van bijwerkingen. We werken actief aan klinische vertaling en commercialisering,” voegde Dr. Lee toe.