Onderzoekers van de North Carolina State University en de University of North Carolina in Chapel Hill hebben een technologie voor medicijnafgifte ontwikkeld die bestaat uit een elastische pleister die op de huid kan worden aangebracht en die medicijnen afgeeft wanneer de pleister wordt uitgerekt.

Bijvoorbeeld, indien toegepast op de elleboog, de pleister zou een medicijn afgeven wanneer de elleboog de pleister buigt en uitrekt.

"Dit kan worden gebruikt om pijnstillers vrij te maken wanneer een patiënt met artritische knieën gaat wandelen, of om antibacteriële geneesmiddelen geleidelijk af te geven als mensen zich in de loop van een dag verplaatsen, " zegt Zhen Gu, co-senior auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven en een assistent-professor in het gezamenlijke programma voor biomedische technologie bij NC State en UNC-Chapel Hill.

De technologie bestaat uit een elastische film die is bezaaid met biocompatibele microcapsules. Deze microcapsules, beurtelings, zitten vol met nanodeeltjes die gevuld kunnen worden met medicijnen.

Zo werkt het:De microcapsules steken tot halverwege uit de film, aan de kant van de film die de huid van een patiënt raakt. De medicijnen lekken langzaam uit de nanodeeltjes en worden opgeslagen in de microcapsules. Wanneer de elastische film wordt uitgerekt, het rekt ook de microcapsules uit - waardoor het oppervlak van de microcapsule wordt vergroot en een deel van het opgeslagen medicijn effectief op de huid van de patiënt wordt gedrukt, waar het kan worden geabsorbeerd.

"Als de microcapsule van links naar rechts wordt uitgerekt, het is ook van onder naar boven gecomprimeerd, " zegt Yong Zhu, co-senior auteur van het artikel en een universitair hoofddocent mechanische en ruimtevaarttechniek bij NC State. "Die compressie helpt het medicijn uit de microcapsule te duwen."

Na uitgerekt te zijn, de microcapsule wordt "opgeladen" door de medicijnen die uit de nanodeeltjes blijven lekken.

"Dit kan worden gebruikt om medicijnen rechtstreeks op plaatsen op de huid aan te brengen, zoals het toepassen van medicijnen tegen kanker op melanomen of het toepassen van groeifactoren en antibiotica voor wondgenezing, " zegt Jin Di, co-hoofdauteur en een doctoraatsstudent in Gu's lab.

De onderzoekers integreerden ook micronaalden in het systeem, door ze bovenop de microcapsules aan te brengen. In deze configuratie, de medicijnen kunnen door de micronaalden worden geperst. De micronaalden zijn klein genoeg om pijnloos te zijn, maar groot genoeg om medicijnen in de bloedbaan te laten diffunderen via kleine haarvaten onder de huid. "Dit vergroot het scala aan medicijnen dat kan worden toegepast met behulp van de technologie, " zegt Shanshan Yao, co-hoofdauteur en een Ph.D-student in het laboratorium van Zhu.

"We onderzoeken nu hoe deze tool kan worden gebruikt om medicijnen efficiënt en effectief toe te passen om patiënten te verbranden, en we zijn van plan om te kijken hoe dit ook kan worden gebruikt voor pijnverlichting, "zegt Gu.

"De materialen zijn relatief goedkoop, en het productieproces is vrij eenvoudig, dus we zijn optimistisch dat dit op een kosteneffectieve manier kan worden opgeschaald, "zegt Zhu.

De krant, "Stretch-Triggered Drug Delivery van draagbare elastomeren die therapeutische depots bevatten, " is online gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano. Co-auteurs zijn onder meer Yanqi Ye en Jicheng Yu van het gezamenlijke biomedische engineeringprogramma, en Zheng Cui en Tushar Ghosh van NC State.

Het werk werd ondersteund door de American Diabetes Association, een pilotsubsidie ​​van het NC TraCS Institute van UNC Chapel Hill, en door de National Science Foundation via het ASSIST Engineering Research Center in NC State.