Entrega de fàrmacs transdèrmics controlats per electrònics - Tres articles d'alta qualitat de la revista Nature-Family

Les matrius de microagulles representen una tècnica mèdica mínimament invasiva prometedora per al lliurament de fàrmacs transdèrmics gairebé sense dolor. Les microagulles penetren a l'estrat còrni per construir vies de transport de fàrmacs alhora que eviten els vasos sanguinis dèrmics i les terminacions nervioses per minimitzar el dolor i l'hemorràgia. Fins ara, la modificació química i l'optimització estructural física han millorat molt el rendiment del lliurament de fàrmacs mediat per microagulles.

No obstant això, la majoria dels sistemes de microagulles existents funcionen en un mode d'alliberament passiu, on l'alliberament de fàrmacs es regeix principalment per la inflamació o la dissolució del material. L'ajust dinàmic i precís del temps d'administració i la dosi segueix sent un repte. La integració de matrius de microagulles amb sistemes de control electrònic per aconseguir un lliurament transdèrmic actiu i sota demanda s'ha convertit en un coll d'ampolla crític i una adreça de desenvolupament important per als dispositius mèdics de microagulles de nova generació.

Aquest article inclou tres articles d'alt impacte publicats aMicrosistemes i nanoenginyeria(una revista Nature). Els estudis són del grup de recerca del professor Peter B. Lillehoj (Universitat d'arròs, EUA), l'equip de recerca dirigit pel professor Lelun Jiang (Escola d'Enginyeria Biomèdica, Universitat Sun Yat-sen) i el grup del professor Lingqian Chang (Escola de Ciència Biològica i Enginyeria Mèdica, Universitat de Beihang). Cobreixen tres direccions avantguardistes: pegat de pell de microagulles de diagnòstic ràpid sense sang, matriu de microagulles de iontoforesi alimentada per telèfon intel·ligent per a un lliurament transdèrmic controlat i micronanodispositius per al diagnòstic i la teràpia estomatològic i oftalmològic. Aquests treballs proporcionen referències valuoses per al diagnòstic basat en microagulles, el lliurament intel·ligent de fàrmacs i aplicacions ampliades entre escenaris.

---Excel·lents articles que val la pena llegir---

01 Pegat de pell basat en microagulles per a proves de diagnòstic ràpid sense sang

Autors: Jiang, X., Lillehoj, PBDiari: Microsyst Nanoeng, 6, 96 (2020) Enllaç: https://www.nature.com/articles/s41378-020-00206-1 (Imatges cortesia dels autors)

Aquest estudi presenta un pegat de pell integrat de microagulles buides. En lloc de la recollida de sang, el dispositiu extreu el líquid intersticial dèrmic mitjançant microagulles i realitza la detecció visual de biomarcadors de proteïnes mitjançant l'acoblament amb tires de prova de flux lateral d'or col·loïdal. PrenentPlasmodium falciparumproteïna rica en histidina 2 (PfHRP2, biomarcador de malària) com a objectiu de prova de concepte, l'assaig aconsegueix un límit de detecció de fins a 8 ng/mL en menys de 20 minuts sense instruments voluminosos. Aquest treball demostra per primera vegada la combinació de microagulles i immunoassaig de flux lateral, oferint una nova solució POCT sense sang per a regions amb recursos limitats.

02 Pegat de matriu de microagulles amb iontoforesi alimentat per telèfon intel·ligent per a un lliurament transdèrmic controlat

Autors: Yang, J., Li, Y., Ye, R.et al. Diari: Microsyst Nanoeng, 6, 112 (2020) Enllaç: https://www.nature.com/articles/s41378-020-00224-z (Imatges cortesia dels autors)

A diferència de les microagulles d'alliberament passiu convencionals, aquest treball desenvolupa un pegat IMAP que combina matrius de microagulles amb iontoforesi. Impulsat per un telèfon intel·ligent, implementa un flux de treball integrat d'administració de fàrmacs de "penetració-difusió-iontoforesi". Després de perforar l'estrat còrni, les microagulles es retrauen; La iontoforesi condueix nanovesícules carregades d'insulina a través dels microcanals de la pell. La dosi del fàrmac es pot regular de manera dinàmica ajustant la intensitat del corrent elèctric. En els models de rata diabètica tipus 1, el sistema manté la normoglucèmia durant molt de temps i redueix el risc d'hipoglucèmia en comparació amb la injecció subcutània. Aquest treball valida que la integració de microagulles electrònics permet el lliurament transdèrmic actiu i sota demanda de terapèutica macromolecular.

03 Micro/nanodispositius d'avaluació i tractament en estomatologia i oftalmologia

Autors: Sheng, A., Lin, L., Zhu, J.et al. (Autor corresponent: Prof. Lingqian Chang)Diari: Microsyst Nanoeng, 7, 11 (2021) Enllaç: https://www.nature.com/articles/s41378-021-00238-1

Més enllà dels escenaris transdèrmics cutanis, aquesta revisió amplia les microagulles i diversos micronanodispositius a teixits mucosos especials per a estomatologia i oftalmologia. Resumeix sistemàticament la fabricació de materials, els principis de disseny de dispositius i les consideracions de bioseguretat dels micronanodispositius, que cobreixen la detecció bioquímica des dels nivells cel·lulars fins als teixits, així com les estratègies terapèutiques dirigides al càncer oral, la queratitis, les arrugues periorbitals i les malalties infeccioses orals. També es discuteixen els principals colls d'ampolla de la traducció. La revisió demana una col·laboració interdisciplinària entre metges i investigadors en enginyeria per accelerar la traducció clínica de dispositius mèdics micro-nano per a la cura oral i ocular.