Onderzoekers in Japan hebben een techniek ontwikkeld waarmee ze de medicijnafgifte op specifieke tijdstippen op specifieke plaatsen in het lichaam kunnen controleren en richten. waardoor bijwerkingen worden verminderd en de behandeling drastisch wordt verbeterd. De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen .

Een betere controle over de afgifte van medicijnen aan specifieke plaatsen in het lichaam op specifieke tijdstippen zou ongewenste bijwerkingen verminderen en de medische behandeling drastisch verbeteren. 'Slimme' polymeren zijn veelbelovende materialen voor het regelen van medicijnafgifte, omdat ze hun eigenschappen veranderen als reactie op specifieke stimuli. Echter, ze vereisen meestal continue stimulatie om deze veranderingen te behouden. Nutsvoorzieningen, onderzoekers onder leiding van Takao Aoyagi aan de MANA, Nationaal Instituut voor Materiaalkunde, Japan, hebben een aanpak ontwikkeld die een subtielere controle en timing van medicijnafgifte mogelijk maakt.

De nieuwe techniek maakt gebruik van hydrogels, die een soort 'slimme' polymeer zijn gemaakt van in water oplosbare moleculen met een lange keten. Het team toonde eerst aan dat ze de zuurgraad in een hydrogel konden beheersen door deze te laden met een verbinding genaamd o-NBA. Hierdoor komen protonen vrij, die de zuurgraad verhoogt, wanneer bestraald met UV-licht. Wanneer met o-NBA geladen hydrogel werd bestraald, zuurgraad verhoogd binnen; als slechts een deel van de gel werd bestraald, de zuurgraad nam geleidelijk toe naarmate de protonen diffundeerden.

Aoyagi en zijn collega's laadden vervolgens hydrogel met o-NBA en L-DOPA, een voorloper van de chemische stof dopamine in de hersenen die wordt gebruikt bij de behandeling van de ziekte van Parkinson. De verandering van zuurgraad in de gel bij UV-bestraling zorgde ervoor dat L-DOPA vrijkwam omdat de zuurgraad de interactie van L-DOPA met de moleculen in de gel verstoorde.

Bestraling met UV verbeterde niet alleen de algehele afgifte van L-DOPA uit de hydrogel, maar veroorzaakte ook een extra 'explosief' vrijkomen vijf uur na bestraling. Hierdoor kon de medicijnafgifte worden getimed, evenals getriggerd, op een gecontroleerde manier.

In staat zijn om de afgifte van medicijnen uit hydrogels te beheersen door een verandering in zuurgraad teweeg te brengen, zou kunnen helpen bij het ontwerpen van programmeerbare technieken voor medicijnafgifte die een betere doelgerichtheid van de behandeling bieden.