Gezamenlijk onderzoeksteam ontwikkelt nabij-infrarood (NIR) licht geactiveerd medicijnafgiftesysteem

Er is een nieuw concept van on-demand medicijnafgiftesysteem ontstaan ​​waarbij medicijnen automatisch worden vrijgegeven uit in vivo medische apparaten door simpelweg licht op de huid te laten schijnen.

Een onderzoeksteam onder leiding van professor Sei Kwang Hahn van het Department of Materials Science and Engineering en professor Kilwon Cho van het Department of Chemical Engineering bij POSTECH hebben samen een on-demand medicijnafgiftesysteem (DDS) ontwikkeld met behulp van een organische fotovoltaïsche cel bedekt met upconversie nanodeeltjes. Deze nieuw ontwikkelde DDS stelt nanodeeltjes in staat om door de huid doordringend nabij-infrarood (NIR) licht om te zetten in zichtbaar licht, zodat de medicijnafgifte kan worden gecontroleerd in medische apparaten die in het lichaam zijn geïnstalleerd. Deze onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Nano-energie op 1 maart 2021.

Voor patiënten die periodieke medicijninjecties nodig hebben, zoals in het geval van diabetes, worden DDS’en die automatisch medicijnen toedienen in plaats van herhaalde injecties, onderzocht en ontwikkeld. De grootte en vorm zijn echter beperkt vanwege beperkingen in de stroomtoevoer voor het bedienen van een dergelijk apparaat.

Het onderzoeksteam vond het antwoord in zonne-energie. Upconversion-nanodeeltjes werden gebruikt voor het fotovoltaïsche apparaat om fotovoltaïsche stroomopwekking te induceren met NIR-licht dat de huid kan binnendringen. Een organische fotovoltaïsche cel bekleed met een kern-omhulsel gestructureerde upconversie nanodeeltjes werd ontworpen om een ​​medicijnafgiftesysteem te bedienen dat is gemaakt van een mechanisch en elektronisch systeem door een elektrische stroom op te wekken bij bestraling met NIR-licht. Wanneer op deze manier elektriciteit wordt aangelegd, smelt de dunne gouden film die het medicijnreservoir afsluit en komt het medicijn vrij.

“De combinatie van een flexibele fotovoltaïsche cel en een medicijnafgiftesysteem maakt on-demand medicijnafgifte mogelijk met behulp van licht”, legt professor Sei Kwang Hahn uit. “Het medicijnafgiftesysteem wordt geactiveerd met behulp van nabij-infrarood licht dat onschadelijk is voor het menselijk lichaam en sterk doordringt in de huid.”

Hij voegde eraan toe: “Aangezien dit een behendige controle mogelijk maakt over de medicijnafgifte van medische apparaten die in het lichaam zijn ingebracht door middel van nabij-infrarood licht, wordt lang verwacht dat het zal bijdragen aan de ontwikkeling van fototherapietechnologie met behulp van implanteerbare medische apparaten.”