Читать Часть 1
Локализованная доставка лекарств и микроробототехника
В последние годы технологии микропроизводства обеспечили различные решения для проектирования и реализации малых носителей. Это важный шаг на пути к идеальной системе доставки лекарств. Устройства должны быть достаточно миниатюризированы, чтобы достичь очага заболевания, но иметь достаточный объем, чтобы вместить соответствующую дозу препарата.
Кроме того, он должен удовлетворять стандартам биосовместимости и нетоксичности в течение всего желаемого периода их действия. Наконец, устройство должно быть отслеживаемым и способным высвобождать лекарства по запросу на основе внешних команд или местных биохимических изменений.
За последние 20 лет была разработана серия интравитреальных имплантатов, некоторые из которых достигли клинического применения.
- Наиболее распространенными случаями являются пластовые имплантаты, в которых полимерные контейнеры помещаются в задний сегмент глаза путем инъекций или хирургических вмешательств и затем удаляются после использования.
Эти устройства были изготовлены в основном из:
- кремния,
- поливинилового спирта (ПС),
- этиленвинилацетата (ЭВА).
Первые два устройства проницаемы для различных липофильных препаратов, а последние, наоборот, используются для снижения скорости распространения медикаментов через имплантат. Данное устройство было доказано в клинических испытаниях для доставки лекарств в малых дозах в течение длительного времени (до 36 месяцев), но в последнее время было отвергнуто Управлением по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов (УККППМ) и нуждается в доработке, исходя из ограниченных результатов в области безопасности.
Другие продукты решают проблему биоразлагаемости путем внедрения полимерных матриц, которые изменяют скорость их высвобождения и адаптируются к различным лекарственным средствам. В этом контексте микророботы для биомедицинских целей (или, короче говоря, биомикророботы) появились в качестве потенциальной альтернативы для преодоления некоторых ограничений, существующих в настоящее время методов лечения.
Микророботы для доставки глазных медикаментов
Область микроробототехники объединяет:
- аспекты беспроводной навигации,
- управления,
- материаловедения,
- микропроизводства,
- медицины,
- биологии для создания беспроводных миллиметровых и субмиллиметровых платформ для проведения адресной терапии.
Микророботы способны перемещаться по жидкостям организма и выполнять основные многочисленные функции, такие как измерение, доставка лекарств и физическая поддержка клеток и тканей в тех частях тела, которые в настоящее время недоступны или слишком инвазивны для доступа. Эффективность лечения значительно повысится благодаря точному позиционированию приборов вблизи целевого положения, без необходимости инвазивного хирургического лечения и бесшовной инъекции.
Точные методы активации, управляемые
- либо извне электромагнитными полями,
- либо физиологическими триггерами (такими как локальный ацидоз, связанный с патологическими сценариями, или температурные градиенты, связанные с воспаленными участками)
повысят интеллектуальный уровень этих систем до уровня, превышающего уровень текущих коммерческих продуктов.
Использование микророботов для доставки лекарств в глаза было впервые разработано почти 10 лет назад, когда были проведены технико-экономические обоснования по магнитной манипуляции и контролю микросистем в жидкостях организма. Эти устройства были задуманы как имплантаты, которые будут вводиться в стекловидную и местной анестезии через прочную область плоскости парса, и направляться к сетчатке с помощью электромагнитных полей и градиентов. Их положение может быть оптически отслежено офтальмоскопом, оснащенным камерой, направленной в глаза, благодаря прозрачности роговицы, хрусталика и стекловидной оболочки.
В ходе этой работы были выявлены многие проблемы, связанные с биомикророботикой, включая изготовление устройств, манипулирование и контроль положения в текучей среде, а также такие задачи, как определение и целевая доставка лекарственных средств.