Er is een nieuw concept van on-demand medicijnafgiftesysteem ontstaan ​​waarbij medicijnen automatisch worden vrijgegeven uit in vivo medische apparaten door simpelweg licht op de huid te laten schijnen.

Een onderzoeksteam onder leiding van professor Sei Kwang Hahn van het Department of Materials Science and Engineering en professor Kilwon Cho van het Department of Chemical Engineering van POSTECH hebben samen een on-demand drug delivery system (DDS) ontwikkeld met behulp van een organische fotovoltaïsche cel gecoat met upconversie nanodeeltjes. Met deze nieuw ontwikkelde DDS kunnen nanodeeltjes huidpenetrerend nabij-infrarood (NIR) licht omzetten in zichtbaar licht, zodat de afgifte van medicijnen kan worden gecontroleerd in medische apparaten die in het lichaam zijn geïnstalleerd. Deze onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Nano-energie op 1 maart 2021.

Voor patiënten die periodieke medicijninjecties nodig hebben, zoals in het geval van diabetes, DDS'en die automatisch medicijnen toedienen in plaats van herhaalde injecties worden onderzocht en ontwikkeld. Echter, de grootte en vorm zijn beperkt vanwege beperkingen in de stroomvoorziening voor het bedienen van een dergelijk apparaat.

Het onderzoeksteam vond het antwoord in zonne-energie. Opconversie-nanodeeltjes werden gebruikt voor het fotovoltaïsche apparaat om fotovoltaïsche energieopwekking te induceren met NIR-licht dat de huid kan binnendringen. Een organische fotovoltaïsche cel gecoat met een kern-schaal gestructureerde opconversie-nanodeeltjes werd ontworpen om een ​​medicijnafgiftesysteem te bedienen dat is gemaakt van een mechanisch en elektronisch systeem door een elektrische stroom te genereren bij bestraling van NIR-licht. Wanneer elektriciteit op deze manier wordt toegepast, de dunne gouden film die het medicijnreservoir afsluit, smelt en het medicijn komt vrij.

"De combinatie van een flexibele fotovoltaïsche cel en een medicijnafgiftesysteem maakt on-demand medicijnafgifte mogelijk met behulp van licht, " legde professor Sei Kwang Hahn uit. "Het systeem voor medicijnafgifte wordt geactiveerd met behulp van nabij-infrarood licht dat onschadelijk is voor het menselijk lichaam en zeer huidpenetrerend is."

Hij voegde toe, "Omdat dit een behendige controle mogelijk maakt over de medicijnafgifte van medische apparaten die in het lichaam worden ingebracht door gebruik te maken van nabij-infrarood licht, er wordt lang van uitgegaan dat het zal bijdragen aan de ontwikkeling van fototherapietechnologie met behulp van implanteerbare medische apparaten."