Беспроводной имплантат доставляет химиотерапию глубоко в опухоли без побочных эффектов
Исследователи разработали беспроводную имплантируемую систему доставки лекарств, которая позволяет противораковым препаратам проникать глубоко в солидные опухоли, не повреждая окружающие здоровые ткани. Мультидисциплинарная команда предлагает новую стратегию для повышения эффективности химиотерапии при минимизации побочных эффектов.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Работа выполнена специалистами из Сеульского национального университета, Корейского института науки и технологий (KIST), Университета Кванвона и Национального университета Кёнсан.
Плотная клеточная архитектура и повышенное интерстициальное давление солидных опухолей долгое время препятствовали эффективности обычной лекарственной терапии. Препараты, доставляемые инъекцией, часто остаются в наружных областях опухоли, что требует высоких системных доз и увеличивает риск тяжелых побочных эффектов.
Для решения этой проблемы команда создала систему Dual-Phoretic Wireless Drug Delivery System (DPw-DDS). Это полностью имплантируемое устройство, использующее два механизма ионного транспорта:
- Электрофорез обеспечивает контролируемый, пульсирующий и количественный релиз лекарств с помощью ион-селективного диода.
- Ионофорез использует электрические поля для "проталкивания" препаратов глубоко в ткань опухоли.
Система беспроводным образом питается с помощью технологии Near-Field Communication (NFC), что позволяет полностью автономную работу. Все этапы доставки — хранение, высвобождение, проникновение и дозирование — интегрированы в одно компактное устройство для подкожной имплантации.
Эксперименты in vivo показали, что система обеспечивает более чем в 4 раза большую эффективность доставки лекарства по сравнению со стандартной инъекцией и уменьшает объем опухоли более чем на 50% в течение пяти недель. Повреждения основных органов или здоровых тканей не наблюдалось.
Поскольку система не требует реформулирования препаратов, её можно применять к существующим терапевтическим средствам. Платформа также поддерживает широкий спектр типов лекарств, включая наномедицины, белковые терапевтики и mRNA.
В перспективе команда планирует создать биоразлагаемые имплантаты, не требующие хирургического извлечения. Интеграция принципов физической доставки лекарств с беспроводной биоэлектроникой знаменует собой важный шаг к имплантируемым терапиям следующего поколения.