Self-Healing Hydrogel bietet Ersatz für Invasive chirurgische Implantate für Drug Delivery

Auch die Innovationen sind innovativ: ein Team von Chemie-Ingenieure am MIT entwickelten eine neue selbstheilende Hydrogel, das bereit ist, um aktuelle chirurgische Implantate verwendet für Drug-Delivery zu ersetzen.

Die Ergebnisse wurden in einer kürzlich erschienenen Ausgabe von Nature Communicationsveröffentlicht. Sie zeigen den Erfolg der Zweikomponenten System für Patienten Medikamente zur Behandlung bestimmter Krebsarten, Makula-Degeneration und eine Reihe von anderen Krankheiten bekommen. Mit dem Projekt sagen das Gel beteiligten Forscher stellt eine Verbesserung gegenüber bestehenden Drug-Delivery Methoden, die sind entweder schnell weg von der Ziel-Site verteilt oder invasive Implantation erfordern.

Als Träger für Medikamente verknüpfen Sie Polymer Gele zu bilden eine fast untrennbare Verbindung. Ein Nachteil ist jedoch, dass Verschieben von geschmeidig, haltbar ist nicht leicht zu bewerkstelligen. Eines der Ziele der Forschung war, schneiden Sie die gesamte Arbeitszeit halbiert.

„Jetzt hast du eine Gel, die Form ändern kann, wenn Sie Stress darauf anwenden und dann wichtig ist, kann es wieder heilen wenn Sie jene Kräfte, sich entspannen“, sagte Mark Tibbitt, Postdoktorand am MITS-Koch-Institut für Integrative Cancer Research und einer der Hauptautoren , in einer Universität-Version. „Das können Sie durch eine Spritze oder Nadel quetschen und in den Körper ohne Operation zu bekommen.“

Ein weiterer Vorteil Tibbitt sagt, ist das Gel einfache Konstruktion. Das Team erstellt ein Mesh-Netzwerk mit Nanopartikeln bestehend aus PEG-PLA-Copolymere, die vor Jahrzehnten im Labor von Robert Langer, Professor am MIT und leitender Autor auf dem Papier entwickelt wurden. Diese Teilchen erhalten Sie dann mit einem Polymer hergestellt aus Zellulose verflochten.

„Wir arbeiten mit sehr einfachen Materialien,“ sagte Tibbitt. „sie brauchen keine erweiterte chemische Funktionalisierung.“

Die Versandart zu ändern, ist das Team die Drogen Wirksamkeit, zu ändern. Typische Droge Lieferungen verwenden eine flüssige Lösung, die im ganzen Körper nach der Injektion zu zerstreuen. Aber da das Hydrogel in der Nähe der gewünschten Gewebe schnell aushärtet, Drogen bleiben lokalisierte. Dies reduziert nicht nur die notwendige Menge des Medikaments ein Patient braucht, sondern ermöglicht es Ärzten, das Timing von mehreren Medikamenten zu kontrollieren, die zusammen geliefert bekommen.

Frühe Tests beinhalten meist Makula-Degeneration, eine unheilbare und häufig altersbedingte Aufschlüsselung des Teils des Auges verantwortlich für die Schärfe. Wenn die Bedingung nicht gestoppt werden kann, kann es verlangsamt werden. Patienten erhalten monatliche Injektionen um das Wachstum von Blutgefäßen einzudämmen, die Vision stören. Mit der neuen Hydrogel kann eine zeitgesteuerte Veröffentlichung auf die Anzahl der Injektionen Sechsfache abgeholzt.

Für Krebspatienten würde das Hydrogel Tumoren angreifen, die nach der Operation ins Hintertreffen geraten. Bleibt ungebrochen, können verbleibende Krebszellen vermehren und wieder in den Körper mit mehr Kraft. „Den Tumor entfernen hinterlässt einen Hohlraum, den Sie mit unserem Material, die einen therapeutischen Nutzen langfristig füllen könnte bei der Rekrutierung und töten diese Zellen geben würde,“, sagte Eric Appel, Co-lead Autor auf dem Papier. „Wir können das Material, um uns die Wirkstofffreisetzung Profil zur Verfügung zu stellen, die es macht Ihnen das wirksamste bei eigentlich recruiting der Zellen.“

Gerade jetzt, die Experimente sind auf Ratte Modelle beschränkt. In Zukunft Tests, hofft das Team schließlich, die Forschung zu Studien an Menschen zu skalieren. Mit seiner Breite Anwendung und Attraktivität konnte das Gel geschwungene Relief für sonst sehr invasiv, Moral-Entwässerung Verfahren bringen.

Quelle: Appel E, Tibbitt M, Webber M, Mattix B, Veiseh O, Langer R. Self-assembled Hydrogele mit Polymer-Nanopartikel Wechselwirkungen. Nature Communications. 2015.

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