Squishy ‚inteligentní chrupavka‘ by mohla zacílit na bolest artritidy, jakmile začnou vzplanutí

Vědci si vyvinuli materiál, který může v těle cítit malé změny, například během vzplanutí artritidy a uvolňovat léky přesně, kde a kdy jsou potřeba.

Squishy Materiál lze načíst protizánětlivé léky které se uvolňují v reakci na malé změny pH v těle. Během artritida Slamování, kloub se zanítil a mírně kyselejší než okolní tkáň.

Materiál, vyvinutý vědci na University of Cambridge, byl navržen tak, aby reagoval na tuto přirozenou změnu v pH. Jak se kyselost zvyšuje, materiál se stává měkčí a želé podobný, což spustí uvolňování molekul léčiva, které lze zapouzdřit do jeho struktury. Protože materiál je navržen tak, aby reagoval pouze v úzkém rozsahu pH, tým říká, že léky by mohly být uvolněny přesně tam, kde a kdy jsou potřeba, což potenciálně snižuje vedlejší účinky.

Pokud se používá jako umělá chrupavka v artritických kloubech, mohl by tento přístup umožnit nepřetržité léčbě artritidy, což by zlepšilo účinnost léků, aby se zmírnila bolest a bojovala proti zánětu. Artritida postihuje ve Velké Británii více než 10 milionů lidí, což stojí NHS odhadem 10,2 miliardy GBP ročně. Odhaduje se, že po celém světě ovlivňuje více než 600 milionů lidí.

Zatímco rozsáhlé klinické studie jsou potřebné před tím, než může být materiál u pacientů použit, vědci tvrdí, že jejich přístup by mohl zlepšit výsledky pro lidi s artritidou a pro ty s jinými stavy včetně rakoviny. Jejich výsledky jsou hlášeny v Journal of American Chemical Society.

Materiál vyvinutý týmem Cambridge používá speciálně inženýrské a reverzibilní zesítění v polymerní síti. Citlivost těchto odkazů na změny v úrovně kyselosti Poskytuje materiál vysoce citlivé mechanické vlastnosti.

Materiál byl vyvinut ve výzkumné skupině profesora Orena Schermana v Cambridge’s Yusuf Hamied Department of Chemistry. Skupina se specializuje na navrhování a vytváření těchto jedinečných materiálů pro řadu potenciálních aplikací.

„Už nějakou dobu nás zajímají tyto materiály v kloubech, protože jejich nemovitosti mohou napodobovat vlastnosti chrupavky,“ řekl Scherman, který je profesorem supramolekulární a polymerní chemie a ředitelem Melville Laboratory pro syntézu polymeru. „Ale kombinovat to s vysoce cílenou dodávkou léčiva je opravdu vzrušující vyhlídka.“

„Tyto materiály mohou„ vnímat “, když je v těle něco špatného a reagovat tím, že léčbu doručíte tam, kde je to potřeba,“ řekl první autor Dr. Stephen O’Neill. „To by mohlo snížit potřebu opakovaných dávek léků a zároveň zlepšit kvalitu života pacientů.“

Na rozdíl od mnoha Dodávka léku Systémy, které vyžadují vnější spouštěče, jako je teplo nebo světlo, je poháněna vlastní chemií těla. Vědci tvrdí, že by to mohlo připravit cestu pro delší trvalou, cílenou léčbu artritidy, která automaticky reaguje na vzplanutí, zvyšuje účinnost a zároveň snižuje škodlivé vedlejší účinky.

V Laboratorní testyVědci naložili materiál s fluorescenční barvivo napodobit, jak se může chovat skutečný lék. Zjistili, že při hladinách kyselosti typické pro artritický kloub se materiál uvolnil podstatně více nákladu s drogami ve srovnání s normálními zdravými hladinami pH.

„Naladěním chemie těchto gelů je můžeme učinit vysoce citlivými na jemné posuny kyselosti, která se vyskytuje v zanícené tkáni,“ řekl spoluautor Dr. Jade McCune. „To znamená, že se drogy uvolňují, kdy a kde jsou nejvíce potřeba.“

Vědci tvrdí, že tento přístup by mohl být přizpůsoben řadě zdravotních stavů jemným doladěním chemie materiálu.

„Je to vysoce flexibilní přístup, takže bychom mohli teoreticky začlenit jak rychle působící, tak pomalu působící léky a mít jedinou léčbu, která trvá dny, týdny nebo dokonce měsíce,“ řekl O’Neill.

Další kroky týmu budou zahrnovat testování materiálů v živých systémech, které vyhodnotí jejich výkon a bezpečnost ve fyziologickém prostředí. Tým říká, že pokud je úspěšný, jejich přístup by mohl otevřít dveře nové generaci responzivních biomateriálů schopných léčit chronická onemocnění s větší přesností.