Elektroniski integrēta kontrolēta transdermāla zāļu piegāde - Trīs augstas kvalitātes raksti no Nature-Family Journal

Mikroadatu bloki ir daudzsološa minimāli invazīva medicīnas tehnika gandrīz nesāpīgai transdermālai zāļu ievadīšanai. Mikroadatas iekļūst raga slānī, lai izveidotu zāļu transportēšanas ceļus, vienlaikus izvairoties no ādas asinsvadiem un nervu galiem, lai mazinātu sāpes un asiņošanu. Līdz šim ķīmiskās modifikācijas un fizikālās strukturālās optimizācijas ir ievērojami uzlabojušas ar mikroadatas starpniecību saistītās zāļu piegādes veiktspēju.

Neskatoties uz to, lielākā daļa esošo mikroadatu sistēmu darbojas pasīvās atbrīvošanas režīmā, kur zāļu izdalīšanos galvenokārt nosaka materiāla pietūkums vai šķīšana. Dinamiska un precīza ievadīšanas laika un devas regulēšana joprojām ir sarežģīta. Mikroadatu bloku integrēšana ar elektroniskām vadības sistēmām, lai panāktu aktīvu, pēc pieprasījuma transdermālu ievadīšanu, ir kļuvusi par kritisku vājo vietu un galveno attīstības virzienu nākamās paaudzes mikroadatu medicīnas ierīcēm.

Šajā rakstā ir iekļauti trīs iespaidīgi dokumenti, kas publicētiMikrosistēmas un nanoinženierijas(Dabas žurnāls). Pētījumi ir no prof. Pētera B. Lillehoja pētnieku grupas (Rīsas universitāte, ASV), pētnieku grupas, kuru vada prof. Lelun Dzjans (Biomedicīnas inženierijas skola, Sun Yat-sen University) un prof. Lingqian Chang grupa (Bioloģijas zinātnes un medicīnas inženierijas skola, Beihang University). Tie aptver trīs visprogresīvākos virzienus: ātrās diagnostikas mikroadatas ādas plāksteris bez asinīm, ar viedtālruni darbināms jonoforēzes un mikroadatas bloks kontrolētai transdermālai ievadīšanai un mikronanoierīces stomatoloģiskās un oftalmoloģiskās diagnostikas un terapijas nodrošināšanai. Šie darbi sniedz vērtīgas atsauces uz mikroadatu balstītai diagnostikai, inteliģentai zāļu piegādei un paplašinātām starpscenāriju lietojumprogrammām.

---Lieliski raksti, kurus vērts izlasīt ---

01 Ādas plāksteris uz mikroadatas bāzes ātrai diagnostikas testēšanai bez asinīm

Autori: Jiang, X., Lillehoj, PBŽurnāls: Mikrosistēma Nanoeng, 6, 96 (2020) Saite: https://www.nature.com/articles/s41378-020-00206-1 (Attēli ar autoru pieklājību)

Šajā pētījumā ir parādīts ar dobu mikroadatu integrēts ādas plāksteris. Asins savākšanas vietā ierīce ekstrahē dermas intersticiālu šķidrumu, izmantojot mikroadatas, un veic vizuālu proteīna-biomarķiera noteikšanu, savienojot to ar koloidālā zelta sānu plūsmas testa strēmelēm. ŅemotPlazmodium falciparumar histidīnu bagāts proteīns 2 (PfHRP2, malārijas biomarķieris) kā koncepcijas pierādījuma mērķis, tests sasniedz noteikšanas robežu līdz 8 ng/ml mazāk nekā 20 minūtēs bez apjomīgiem instrumentiem. Šis darbs pirmo reizi demonstrē mikroadatu un sānu plūsmas imūntesta kombināciju, piedāvājot jaunu bezasins POCT risinājumu reģioniem ar ierobežotiem resursiem.

02 Ar viedtālruni darbināms jonoforēzes un mikroadatas bloka plāksteris kontrolētai transdermālai ievadīšanai

Autori: Yang, J., Li, Y., Ye, R.et al. Žurnāls: Mikrosistēma Nanoeng, 6, 112 (2020) Saite: https://www.nature.com/articles/s41378-020-00224-z (Attēli ar autoru pieklājību)

Atšķirībā no parastajām pasīvās atbrīvošanas mikroadatām, šis darbs izstrādā IMAP ielāpu, kas apvieno mikroadatu blokus ar jonoforēzi. To darbina viedtālrunis, un tajā tiek īstenota integrēta zāļu ievadīšanas darbplūsma "iekļūšanas difūzijas jonoforēze". Pēc stratum corneum caurduršanas mikroadatas ievelkas; jonoforēze caur ādas mikrokanāliem virza ar insulīnu ielādētas nanovezikulas. Zāļu devu var dinamiski regulēt, regulējot elektriskās strāvas intensitāti. 1. tipa diabēta žurku modeļos sistēma ilgstoši uztur normoglikēmiju un samazina hipoglikēmijas risku salīdzinājumā ar subkutānu injekciju. Šis darbs apstiprina, ka elektronisko mikroadatu integrācija nodrošina aktīvu makromolekulāro terapiju transdermālu piegādi pēc pieprasījuma.

03 Mikro/nanoierīces novērtēšanai un ārstēšanai stomatoloģijā un oftalmoloģijā

Autori: Sheng, A., Lin, L., Zhu, J.et al. (Atbilstošais autors: Prof. Lingqian Chang)Žurnāls: Mikrosistēma Nanoeng, 7, 11 (2021) Saite: https://www.nature.com/articles/s41378-021-00238-1

Pārsniedzot ādas transdermālos scenārijus, šajā pārskatā mikroadatas un dažādas mikronanoierīces tiek paplašinātas līdz īpašiem gļotādas audiem stomatoloģijā un oftalmoloģijā. Tajā sistemātiski apkopota materiālu izgatavošana, ierīču projektēšanas principi un mikronanoierīču bioloģiskās drošības apsvērumi, aptverot bioķīmisko uztveršanu no šūnu līdz audu līmenim, kā arī terapeitiskās stratēģijas, kuru mērķis ir mutes vēzis, keratīts, periorbitālās grumbas un mutes infekcijas slimības. Tiek apspriesti arī galvenie tulkošanas šķēršļi. Pārskatā aicināts uz starpdisciplināru sadarbību starp ārstiem un inženierzinātņu pētniekiem, lai paātrinātu mutes un acu kopšanai paredzētu mikronano medicīnas ierīču klīnisko tulkošanu.