Insinyur Peneliti Johns Hopkins Mungil, Mesin Pengubah Bentuk Yang Mengirimkan Obat Secara Efisien ke Saluran GI

Insinyur Peneliti Johns Hopkins Mungil, Mesin Pengubah Bentuk Yang Mengirimkan Obat Secara Efisien ke Saluran GI


Newswise – Terinspirasi oleh cacing parasit yang memasukkan gigi tajamnya ke dalam usus inangnya, peneliti Johns Hopkins telah merancang perangkat mikro kecil berbentuk bintang yang dapat menempel pada mukosa usus dan melepaskan obat ke dalam tubuh.

David Gracias, Ph.D., seorang profesor di Sekolah Teknik Whiting Universitas Johns Hopkins, dan ahli gastroenterologi Johns Hopkins Florin M. Selaru, MD, direktur Pusat Penyakit Radang Usus Johns Hopkins, memimpin tim peneliti dan insinyur biomedis yang merancang dan menguji perangkat mikro pengubah bentuk yang meniru cara cacing tambang parasit menempel pada usus organisme.

Terbuat dari logam dan film tipis yang dapat mengubah bentuk dan dilapisi dengan lilin parafin yang peka terhadap panas, “theragrippers”, masing-masing berukuran kira-kira sebesar bintik debu, berpotensi dapat membawa obat apa pun dan melepaskannya secara bertahap ke dalam tubuh.

Tim mempublikasikan hasil penelitian hewan minggu ini sebagai artikel sampul di jurnal Kemajuan Sains.

Pelepasan obat secara bertahap atau diperpanjang adalah tujuan yang telah lama dicari dalam pengobatan. Selaru menjelaskan bahwa masalah dengan obat pelepasan yang diperpanjang adalah mereka sering masuk sepenuhnya melalui saluran pencernaan sebelum mereka selesai mengeluarkan obat mereka.

“Penyempitan dan relaksasi otot saluran GI yang normal membuat obat pelepasan yang diperpanjang tidak mungkin bertahan di usus cukup lama sehingga pasien tidak dapat menerima dosis penuh,” kata Selaru, yang telah bekerja sama dengan Gracias selama lebih dari 10 tahun. “Kami telah bekerja untuk memecahkan masalah ini dengan merancang pembawa obat kecil ini yang dapat secara mandiri menempel ke mukosa usus dan menjaga muatan obat di dalam saluran GI selama durasi waktu yang diinginkan.”

Ribuan theragripper dapat ditempatkan di saluran GI. Ketika lapisan lilin parafin pada grippers mencapai suhu di dalam tubuh, perangkat menutup secara otonom dan menjepit dinding kolon. Tindakan penutupan menyebabkan alat kecil berujung enam menggali ke dalam mukosa dan tetap melekat pada usus besar, di mana mereka disimpan dan melepaskan muatan obat mereka secara bertahap ke dalam tubuh. Akhirnya, theragrippers kehilangan cengkeramannya pada jaringan dan dikeluarkan dari usus melalui fungsi otot gastrointestinal yang normal.

Gracias mencatat kemajuan di bidang teknik biomedis dalam beberapa tahun terakhir.

“Kami telah melihat pengenalan perangkat pintar yang dinamis dan dibuat dari mikrofabrikasi yang dapat dikendalikan oleh sinyal listrik atau kimia,” katanya. “Tapi gripper ini sangat kecil sehingga baterai, antena, dan komponen lain tidak bisa dipasang di atasnya.”

Theragrippers, kata Gracias, tidak bergantung pada listrik, sinyal nirkabel, atau kontrol eksternal. “Sebaliknya, mereka beroperasi seperti pegas kecil dan terkompresi dengan lapisan yang dipicu suhu pada perangkat yang melepaskan energi yang tersimpan secara otonom pada suhu tubuh.”

Para peneliti Johns Hopkins membuat perangkat tersebut dengan sekitar 6.000 theragripper per wafer silikon berukuran 3 inci. Dalam percobaan pada hewan, mereka memasukkan obat penghilang rasa sakit ke grippers. Studi para peneliti menemukan bahwa hewan yang diberikan theragripper memiliki konsentrasi pereda nyeri yang lebih tinggi dalam aliran darah mereka daripada kelompok kontrol. Obat tersebut bertahan dalam sistem subjek uji selama hampir 12 jam dibandingkan dua jam pada kelompok kontrol.

Selain Gracias dan Selaru, penulis artikel jurnal tersebut adalah Arjit Ghosh, Liyi Xu, Neha Gupta, Qianru Lin, Gayatri Pahapale, Wangqu Lu dan Anjishnu Sarkar dari Departemen Teknik Kimia dan Biomolekuler Universitas Johns Hopkins; Ling Li dan Venkata Akshintala dari Divisi Gastroenterologi dan Hepatologi Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins; Ranjit Dash, Jenny Lam dan Rana Rais dari Johns Hopkins Drug Discovery dan Johns Hopkins University School of Medicine Department of Neurology.

Pekerjaan tersebut didanai oleh National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering di National Institutes of Health dan National Science Foundation. Universitas Johns Hopkins telah mengajukan paten atas nama Gracias dan Selaru terkait teknologi ini sesuai dengan kebijakan konflik kepentingan universitas.


Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author