Deri, ilaçların doğrudan ihtiyaç duyulan bölgeye gitmesine olanak tanıdığı için ilaç dağıtımı için cazip bir yoldur; bu da yara iyileşmesi, ağrı kesici veya diğer tıbbi ve kozmetik uygulamalar için yararlı olabilir. Bununla birlikte, ilaçların deri yoluyla iletilmesi zordur çünkü derinin sert dış tabakası çoğu küçük molekülün deriden geçmesini engeller.
MIT araştırmacıları, ilaçların cilt yoluyla verilmesini kolaylaştırmak umuduyla, cilde ağrısız ultrasonik dalgalar uygulayan ve ilaçların geçebileceği küçük kanallar oluşturan giyilebilir bir bant geliştirdiler. Araştırmacılar, bu yaklaşımın çeşitli cilt rahatsızlıklarına yönelik tedavilerin uygulanmasına olanak sağlayabileceğini ve ayrıca hormon, kas gevşetici ve diğer ilaçların verilmesine de uyarlanabileceğini söylüyor.
MIT Media Lab’de doçent olan ve çalışmanın kıdemli yazarı Canan Dağdeviren, “Bu sistemin sunduğu kullanım kolaylığı ve yüksek tekrarlanabilirlik, cilt rahatsızlıkları ve erken cilt yaşlanmasından muzdarip hastalar ve tüketiciler için oyunun kurallarını değiştiren bir alternatif sunuyor” diyor. “İlaçların bu şekilde verilmesi daha az sistemik toksisite sunabilir ve daha yerel, rahat ve kontrol edilebilirdir.”
MIT araştırma görevlileri Chia-Chen Yu ve Aastha Shah, bağımsız kariyerlerinin ilk aşamalarındaki araştırmacıların olağanüstü çalışmalarını sergileyen derginin “Yükselen Yıldızlar” serisinin bir parçası olarak Advanced Materials’da yer alan makalenin baş yazarlarıdır. Diğer MIT yazarları arasında Araştırma Görevlisi Colin Marcus ve postdoc Md Osman Goni Nayeem yer alıyor. Buffalo Üniversitesi’nden Nikta Amiri, Amit Kumar Bhayadia ve Amin Karami de makalenin yazarları arasında yer alıyor.
Ses dalgalarından gelen bir destek
Araştırmacılar bu projeye, ilaçları dağıtmanın alternatif yollarını keşfetmek için başladılar. İlaçların çoğu ağızdan ya da damardan verilir, ancak deri, belirli uygulamalar için çok daha hedefli ilaç dağıtımı sunabilecek bir yoldur.
“Cildin en önemli avantajı, tüm gastrointestinal sistemi bypass etmeniz. Oral yolla verildiğinde, gastrik sistemdeki kaybı hesaba katmak için çok daha büyük bir doz vermeniz gerekir,” diyor Shah. “Bu çok daha hedefe yönelik, odaklanmış bir ilaç verme yöntemi.”
Ultrasona maruz kalmanın cildin küçük moleküllü ilaçlara karşı geçirgenliğini artırdığı gösterilmiştir, ancak bu tür ilaç dağıtımını gerçekleştirmek için mevcut tekniklerin çoğu hantal ekipman gerektirir. MIT ekibi, bu tür transdermal ilaç dağıtımını hafif, giyilebilir bir bant ile gerçekleştirmenin bir yolunu bulmak istedi, bu da çeşitli uygulamalar için kullanımı kolaylaştırabilir.
Tasarladıkları cihaz, elektrik akımlarını mekanik enerjiye dönüştürebilen birkaç disk şeklindeki piezoelektrik dönüştürücü ile gömülü bir banttan oluşuyor. Her bir disk, sıvı bir çözelti içinde çözünmüş ilaç moleküllerini içeren polimerik bir boşluğa gömülüdür. Piezoelektrik elemanlara bir elektrik akımı uygulandığında, sıvıda basınç dalgaları oluşturarak cilde karşı patlayan kabarcıklar oluştururlar. Bu patlayan kabarcıklar, cildin sert dış tabakası olan stratum corneum’a nüfuz edebilen mikro sıvı jetleri üretir.
“Bu çalışma, ilaç dağıtımını geliştirmek için titreşimlerin kullanılmasına kapı açıyor. Farklı türde dalga biçimi modellerinin oluşmasına neden olan çeşitli parametreler vardır. İlaç dağıtımının hem mekanik hem de biyolojik yönleri bu yeni araç setiyle geliştirilebilir,” diyor Karami.
Bant, cilde yapışabilen silikon bazlı bir polimer olan PDMS’den yapılmıştır. Bu çalışmada araştırmacılar, birçok güneş kremi ve nemlendiricinin içeriğinde bulunan niasinamid adlı bir B vitamini vererek cihazı test ettiler.
Domuz derisi kullanılarak yapılan testlerde, araştırmacılar ultrason bandı kullanarak niasinamid verdiklerinde, deriye nüfuz eden ilaç miktarının ultrasonik yardım olmadan deriden geçebilen miktardan 26 kat daha fazla olduğunu gösterdiler.
Araştırmacılar ayrıca yeni cihazlarından elde ettikleri sonuçları, bazen transdermal ilaç dağıtımı için kullanılan ve minyatür iğnelerle cildi delmeyi içeren bir teknik olan mikroiğneleme ile karşılaştırdılar. Araştırmacılar, bantlarının, altı saatlik bir süre boyunca mikroiğnelerle verilebilecek aynı miktarda niasinamidi 30 dakika içinde verebildiğini buldular.
Cihazın mevcut versiyonu ile ilaçlar cildin içine birkaç milimetre nüfuz edebilir, bu da bu yaklaşımı cilt içinde lokal olarak etki eden ilaçlar için potansiyel olarak yararlı hale getirir. Bunlar arasında yaşlılık lekelerini veya ciltteki diğer koyu lekeleri tedavi etmek için kullanılan niasinamid veya C vitamini ya da yanıkları iyileştirmek için kullanılan topikal ilaçlar sayılabilir.
Penetrasyon derinliğini artırmak için daha fazla modifikasyonla, bu teknik kafein, fentanil veya lidokain gibi kan dolaşımına ulaşması gereken ilaçlar için de kullanılabilir. Dağdeviren ayrıca bu tür bir bantın progesteron gibi hormonların verilmesi için de faydalı olabileceğini öngörüyor. Buna ek olarak, araştırmacılar şimdi kanser veya diğer hastalıkları tedavi etmek için ilaç vermek üzere vücudun içine benzer cihazlar yerleştirme olasılığını araştırıyorlar.
Araştırmacılar ayrıca, yakında insan gönüllüler üzerinde test etme umuduyla giyilebilir bandı daha da optimize etmek için çalışıyorlar. Ayrıca bu çalışmada yaptıkları laboratuvar deneylerini daha büyük ilaç molekülleriyle tekrarlamayı planlıyorlar.
Shah, “Çok daha büyük ilaçlar için ilaç penetrasyon profillerini karakterize ettikten sonra, hormonlar veya insülin gibi hangi adayların bu teknoloji kullanılarak verilebileceğini göreceğiz ve şu anda günlük olarak kendi kendine enjeksiyon yapmak zorunda olanlara ağrısız bir alternatif sunacağız” diyor.
Kaynak: MedicalXpress
