Mensen met chronische ziekten zoals artritis, diabetes en hartaandoeningen kunnen op een dag afzien van het dagelijkse regime van pillen en, in plaats daarvan, een geplande dosis medicatie ontvangen via een implantaat ter grootte van een druif dat op afstand wordt bediend.

Onderzoekers van Houston Methodist hebben met succes continue, vooraf bepaalde doseringen van twee medicijnen voor chronische ziekten met behulp van een nanochannel delivery system (nDS) dat ze op afstand bestuurden met behulp van Bluetooth-technologie. Het nDS-apparaat zorgt voor gecontroleerde afgifte van medicijnen zonder het gebruik van pompen, kleppen of een voeding voor mogelijk tot een jaar zonder navulling voor sommige patiënten. Deze technologie wordt volgend jaar in de ruimte getest.

Een proof-of-concept paper onlangs gepubliceerd in Lab op een chip (online 25 juni) legt uit hoe de Houston Methodist-onderzoekers op het gebied van nanogeneeskunde een langdurige levering van medicijnen voor reumatoïde artritis en hoge bloeddruk hebben bereikt, medicijnen die vaak op specifieke tijdstippen van de dag of in verschillende doseringen worden toegediend op basis van de behoeften van de patiënt.

"We zien dit universele medicijnimplantaat als onderdeel van de toekomst van innovatie in de gezondheidszorg. Sommige medicijnen tegen chronische ziekten hebben het grootste voordeel dat ze 's nachts worden toegediend wanneer het voor patiënten lastig is om orale medicatie in te nemen. Dit apparaat kan hun ziektebeheer enorm verbeteren en voorkomen ze van ontbrekende doses, gewoon met een medische professional die op afstand toezicht houdt op hun behandeling, " zei Alessandro Grattoni, doctoraat, corresponderende auteur en voorzitter van de afdeling nanogeneeskunde van het Houston Methodist Research Institute.

Grattoni en de Houston Methodist-onderzoekers hebben gewerkt aan implanteerbare nanokanaalafgiftesystemen om de levering van een verscheidenheid aan therapieën voor medische problemen te reguleren, variërend van hiv-preventie tot kanker. Naarmate het basisonderzoek vordert met het op afstand bestuurbare apparaat, de Houston Methodist-technologie is gepland voor extreme communicatietests op afstand op het internationale ruimtestation ISS in 2020. Het team hoopt dat het systeem op een dag algemeen beschikbaar zal zijn voor clinici om patiënten op afstand te behandelen via telegeneeskunde. Dit zou zowel een verbetering van de kwaliteit van leven van de patiënten als een verlaging van de kosten voor het gezondheidszorgsysteem kunnen opleveren.

Het op batterijen werkende implantaat bevat een microchip die Bluetooth ondersteunt en vertrouwt op draadloze communicatie. Om te bewijzen dat de technologie werkte zoals gepland, de microchip was geprogrammeerd voor drie verschillende instellingen voor medicijnafgifte:standaard, afgenomen en toegenomen. Bij elke instelling een specifieke spanning werd toegepast op een silicium nanokanaal in het implantaat om de medicijnafgifte te regelen.

Huidige apparaten voor medicijnafgifte, zoals pijn of insuline-implantaten, vertrouwen op pompmechanismen of externe poorten en moeten meestal om de paar maanden worden bijgevuld. Het Houston Methodist-apparaat wordt onder de huid geïmplanteerd en maakt gebruik van een nanofluïdisch membraan dat is gemaakt met vergelijkbare technologie die wordt gebruikt in de siliciumhalfgeleiderindustrie. De dosering en het schema van het medicijn kunnen worden aangepast aan elke patiënt, en het implantaat levert de medicijnen voor vele maanden, zelfs een jaar, voordat bijvullen nodig is.

Volgens het CDC, chronische ziekten behoren tot de meest voorkomende, kostbaar en vermijdbaar van alle medische problemen.