Medikamentenverabreichung über Funk? Tragbares Medikamentenpflaster für die Behandlung von Alzheimer

Die Forschung wird durch ein Pilotstipendium in Höhe von 25.000 Dollar finanziert, das von der UNC School of Medicine und UNC Health an Wubin Bai, Assistenzprofessor in der Abteilung für angewandte physikalische Wissenschaften, und Juan Song, Professor in der Abteilung für Pharmakologie, vergeben wurde. Sie waren eines von sieben Forschungsteams, denen Zuschüsse gewährt wurden, deren Ziel es ist, die Zusammenarbeit in den Neurowissenschaften an der UNC-Chapel Hill zu fördern.

Dieses neuartige System zur Verabreichung von Medikamenten, das sogenannte Spatiotemporal On-Demand Patch (SOP), kann drahtlos Befehle von einem Smartphone oder Computer empfangen, um die Freisetzung von Medikamenten aus einzelnen Mikronadeln zu planen und auszulösen. Die dünne, weiche Plattform des Pflasters ähnelt einem Pflaster und wurde entwickelt, um den Benutzerkomfort und die Bequemlichkeit zu erhöhen, da die Tragbarkeit für chronisch kranke Patienten ein entscheidender Faktor ist.

„Die Fähigkeit von SOP, die gemeinsame Verabreichung mehrerer Medikamente zu ermöglichen, kann verschiedene Aspekte der Alzheimer-Krankheit angehen, wie zum Beispiel die Reduzierung von Beta-Amyloid-Plaques, die Abschwächung der Neuroinflammation und die Verbesserung der kognitiven Funktion“, sagte Bai, der zusammen mit Yihang Wang vom Fachbereich Angewandte Physik und Zeka Chen vom Fachbereich Pharmakologie die entsprechende Forschungsarbeit verfasst hat.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit

Darüber hinaus, so Bai, zeige die Forschung nicht nur eine interdisziplinäre Zusammenarbeit, sondern auch eine „leidenschaftliche Beteiligung von Studenten aus Carolina“, darunter Priyash Hafiz vom Fachbereich Angewandte Physikalische Wissenschaften sowie Brayden Davis, Will Lipman, Tian Wang und Sicheng Xing vom gemeinsamen Fachbereich Biomedizintechnik der UNC/NCSU.

Das Pflaster, für das ein vorläufiges Patent erteilt wurde, ermöglicht eine hochgradig lokalisierte Behandlung – weniger als 1 mm² – von bestimmten Geweben, Organen oder Körperregionen, und die Medikamentenfreisetzung kann innerhalb von 30 Sekunden als Reaktion auf ein elektrisches Signal ausgelöst werden. Die Patienten können mehr als ein Pflaster gleichzeitig tragen, was die Notwendigkeit von Arztbesuchen oder sogar Krankenhausaufenthalten für die medizinische Versorgung verringert.

Schnelle Freisetzung von Medikamenten

„Das Schöne an diesem Gerät ist, dass es Dutzende, wenn nicht gar Hunderte von konzentrierten Medikamenten aufnehmen und ihre sequentielle Freisetzung automatisch programmieren kann“, so Song. „Die schnelle Freisetzung von Medikamenten kann in Notfallsituationen oder wenn eine sofortige therapeutische Maßnahme erforderlich ist, entscheidend sein“.

Die Mikronadeln sind mit Gold beschichtet, das die Medikamente und das umliegende Gewebe schützt. Wird über das Pflaster ein elektrischer Reiz mit niedriger Spannung angelegt, löst sich die Goldbeschichtung auf, wodurch die mit Medikamenten beladenen Mikronadeln in der Haut freigesetzt werden und die kontrollierte Freisetzung der Medikamente beginnt.
„Dieser Grad an Spezifität gewährleistet eine präzise und maßgeschneiderte Wirkstoffabgabe, die den Bedürfnissen verschiedener Erkrankungen oder bestimmter Körperregionen gerecht wird“, so Wang. „Dies ist ein neuartiger Ansatz für die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten durch eine Kombination von Materialwissenschaft und Elektrotechnik.“