由北卡羅來納大學(xué)醫(yī)學(xué)院(UNC School of Medicine)的宋娟博士和北卡羅來納大學(xué)文理學(xué)院(UNC College of Arts and Sciences)的白武斌博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究表明,一種具有電觸發(fā)微針按需給藥功能的無線可穿戴貼片可能成為治療神經(jīng)退行性疾病和神經(jīng)損傷的下一個(gè)前沿領(lǐng)域。
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,近日,北卡羅來納大學(xué)教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)的科學(xué)家們研發(fā)了一款名為“時(shí)空按需貼片(SOP)”的新型藥物遞送系統(tǒng),它可以無線接收來自智能手機(jī)或電腦的指令,進(jìn)而安排和觸發(fā)單個(gè)微針釋放藥物。該無線可穿戴貼片具有薄而軟的特性,類似于邦迪創(chuàng)可貼,旨在提高用戶的舒適度和便利性,對于慢性病患者來說,可穿戴性是一個(gè)至關(guān)重要的因素。
該研究小組由北卡羅來納大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教授宋娟博士和北卡羅來納大學(xué)文理學(xué)院應(yīng)用物理科學(xué)系助理教授白武斌博士領(lǐng)導(dǎo),他們在小鼠模型中測試了時(shí)空按需貼片,利用微針中的褪黑素改善睡眠。
用于無線、主動(dòng)控制給藥的時(shí)空按需貼片
這篇發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊上的論文為研究無線控制貼片按需給藥,治療神經(jīng)退行性疾病(包括阿爾茨海默?。┐蜷_了大門。為此,北卡羅來納大學(xué)醫(yī)學(xué)院和UNC Health(由美國北卡羅來納州的11家醫(yī)院和數(shù)百家診所組成的醫(yī)療系統(tǒng))資助了一個(gè)2.5萬美元的試點(diǎn)項(xiàng)目,在阿爾茨海默病小鼠模型中測試時(shí)空按需貼片。
電觸發(fā)封裝,主動(dòng)控制藥物釋放
該論文的共同第一作者白武斌博士說:“時(shí)空按需貼片能夠?qū)崿F(xiàn)多種藥物的聯(lián)合給藥,可以解決阿爾茨海默病各方面的問題,如減少β-淀粉樣蛋白斑塊、減輕神經(jīng)炎癥和增強(qiáng)認(rèn)知功能等?!?/p>
該論文題為“Digital Automation of Transdermal Drug Delivery with High Spatiotemporal Resolution”,由應(yīng)用物理科學(xué)系的Yihang Wang和藥理學(xué)系的Zeka Chen共同撰寫。白武斌博士說,這項(xiàng)研究不僅突出了多學(xué)科合作,而且強(qiáng)調(diào)了“美國卡羅來納州本科生的參與熱情”,他們包括應(yīng)用物理科學(xué)系的Priyash Hafiz,以及北卡羅來納大學(xué)(UNC)/北卡羅來納州立大學(xué)(NCSU)生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合系的Brayden Davis、Will Lipman、Tian Wang和Sicheng Xing等。
該無線可穿戴貼片已獲得臨時(shí)專利,可對人體內(nèi)特定組織、器官或部位進(jìn)行小于1平方毫米的高度局部治療,并可在30秒內(nèi)響應(yīng)電信號觸發(fā)藥物釋放?;颊呖梢酝瑫r(shí)佩戴多個(gè)無線可穿戴貼片,從而減少看醫(yī)生甚至去醫(yī)院就醫(yī)的需求。
通過近場通信實(shí)現(xiàn)時(shí)空按需貼片的無線藥物釋放控制
北卡羅來納大學(xué)神經(jīng)科學(xué)中心成員宋娟博士說:“該裝置的絕妙之處在于,它可以容納數(shù)十種(甚至數(shù)百種)濃縮藥物,并能自動(dòng)設(shè)定藥物的釋放順序。而在緊急情況下或需要立即采取治療行動(dòng)時(shí),藥物的快速釋放至關(guān)重要?!?/p>
微針表面有金涂層,可以保護(hù)藥物和周圍組織。當(dāng)通過無線可穿戴貼片施加低壓電刺激時(shí),金涂層就會(huì)分解,使負(fù)載藥物的微針暴露在皮膚上,啟動(dòng)藥物的受控釋放。
Yihang Wang說:“這種特異性水平可確保精確和定制的藥物遞送,滿足不同病情或身體特定部位的需求。這提供了一種通過材料科學(xué)和電氣工程相結(jié)合實(shí)現(xiàn)藥物控制釋放的新方法?!?/p>
美國國家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)和美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)為該研究提供了資助。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:無線可穿戴貼片有望成為治療慢性病的藥物遞送系統(tǒng)
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