Ako spadate u one koji zadrhte i obliju se znojem pri pogledu na medicinsku sestru koja vam se približava s iglom u rukama (pri čemu je uzrok drhtanju i znojenju igla, a ne sestra), vijest o zajedničkom projektu istraživačkih timova s Massachusetts Institute of Technology i Harvard Medical School bi vam mogla biti interesantna.
Jer, timovi znanstvenika su se udružili u nastojanju da bolne i tjeskobne ubode u venu, pod kožu ili u gluteus zamijene pilulama koje možete popiti.
Probava kao prepreka za biomakromolekule
Reći ćete: „Što je u tome tako posebno? Odavno postoji na tisuće pilula i tableta koje se piju!“. I - u pravu ste. Ali postoje i brojni lijekovi koje nije moguće popiti jer ako ih se ne uzima putem injekcije (parenteralno) nego „kroz usta“ (enteralnim putem), oni - ne djeluju. Najčešći i najbliži primjer takvoga lijeka je inzulin, hormon koji regulira razinu glukoze u krvi kod osoba oboljelih od dijabetesa.
Kao i brojni drugi lijekovi, inzulin je po sastavu biomakromolekula, protein. A kada ih se unese u probavni sustav, proteini se razgrađuju na inaktivne komponente koje nemaju nikakav ljekovit učinak. Zato se takve lijekove mora ubrizgavati izravno u krvnu žilu (intravenski) ili u mišić (intramuskularno) ili pod kožu (supkutano), javlja Bug.hr.
Kod nekih bolesti (vratimo se dijabetesu i inzulinu), takvih uboda može biti i po desetak na dan, tijekom cijeloga života. Zato su Harvardovci i MIT-ovci osmislili koncept injekcije koja ne boli: lijek je „spakiran“ u mikro-pilulu veličine zrna graška, koja se u želucu samostalno postavi u položaj za primjenu lijeka, a potom se automatski aktivira oprugica i utiskuje lijek u želučanu stijenku (koja je glatki mišić obložen sluznicom).
Boli... ne boli...
Želučani mišić nije opskrbljen nervnim vlaknima za bol: kada vas boli trbuh, ne boli vas mišićni dio želuca nego njegova vanjska vezivna ovojnica opremljena živcima. I dobro je što je tome tako: zamislite kako biste se osjećali da ste svjesni kako želudac miješa, vrti i probavlja svaki zalogaj i svaki obrok.
Dakle, ubod mikroinjekcije je bezbolan. A bezbolnom injekcijom se može isporučiti ljekovita tvar koja inače ne bi „preživjela“ prolazak kroz surov kiseli okoliš želuca i ništa manje surov okoliš probavnih sokova u crijevima.
U članku objavljenom u časopisu Science u veljači 2019., istraživači su objavili detalje o prototipu svoje „injekcijske pilule“, zajedno s pozitivnim rezultatima testova provedenim na svinjskim želucima u kojima su putem tih pilula primjenjivali inzulin. Iako su istraživanja još uvijek ranim fazama, dosadašnji rezultati ukazuju na to da bi injekcija u piluli mogla biti primjenjiva i kod ljudi.
"Djelotvornost primjene lijeka postignuta ovom tehnologijom sugerira da bi crijevna injekcija mogla zamijeniti potkožne injekcije za inzulin, a opravdano je vjerovati i u primjenjivost kod drugih biomakromolekula osim inzulina", zaključili su istraživači.
Kako se kakao čelik
U dizajniranju prototipa istraživači su se inspirirali oblikom oklopa leopardske kornjače, koji joj pomaže da se vrati na noge kada je izvrnuta na leđa. Osmislili su kapsulu s nisko postavljenim težištem, oblikovanu tako da se iz bilo koje pozicije uvijek prevali u uspravan položaj. Kapsula je izrađena od biorazgradivog poliestera (polikaprolakton, PCL) i nehrđajućeg čelika kakvog se koristi za izradu zubnih aparatića.
U njenoj unutrašnjosti se nalazi igla dugačka 1,7 milimetara izrađena od stiješnjenog, osušenog inzulina, pričvršćena na mikro-oprugu. Stisnuta opruga je fiksirana poklopčićem načnjenim od karameliziranog šećera, koji se otapa pri izlaganju želučanoj kiselini, oslobađajući oprugu i iglu načinjenu od lijeka. Budući da je kapsula oblikovana tako da se samostalno postavi u idealnu poziciju, kada se šećer otopi, opruga ispaljuje ljekovitu iglicu izravno u stijenku želuca debelu 4 do 6 mm. Nakon isporučene terapije, polikaprolaktonska ovojnica kapsule se probavi, a minijaturni čelični dio mehanizma se putem crijeva izbaci na analni kraj probavne cijevi. Pri defekaciji. Na WC-u. Kakanjem. Kužite.
U testovima na svinjama, injekcijska pilula je uspješno ubrizgavala inzulin u želučanu stijenku čak i kada su istraživači naginjali i rotirali životinje. Razina šećera u krvi svinja je nakon svake primjene kapsule bila smanjena, što dokazuje da je isporuka inzulina bila djelotvorna. Analiza želučane sluznice nakon višekratne primjene takvih mikro-injekcija nije pokazala nikakve znakove oštećenja želuca.
Našte srca
Za sada je najveća prepreka optimalnom injiciranju lijeka - hrana. Naime, mikro-kapsule su zauzimale idealnu poziciju za „ispaljivanje“ ljekovite iglice u stijenku želuca samo ako je želudac bio prazan. Ukoliko su svinje prethodno bile nahranjene, hrana u želucu je ometala optimalno pozicioniranje kapsule. Iako se taj problem može izbjeći uzimanjem mikrokapsule natašte, na prazan želudac, istraživački tim je već započeo rad na redizajniranju oblika i donjeg dijela kapsule kako bi injekcija bila uspješna i kada se u želucu nalazi hrana.
„Injekcijska pilula predstavlja farmakološko-tehnološku platformu s potencijalom za enteralnu injekcijsku primjenu širokog raspona bioloških lijekova baziranih na proteinima i nukleinskim kiselinama", zaključuju istraživači.
Jer, timovi znanstvenika su se udružili u nastojanju da bolne i tjeskobne ubode u venu, pod kožu ili u gluteus zamijene pilulama koje možete popiti.
Probava kao prepreka za biomakromolekule
Reći ćete: „Što je u tome tako posebno? Odavno postoji na tisuće pilula i tableta koje se piju!“. I - u pravu ste. Ali postoje i brojni lijekovi koje nije moguće popiti jer ako ih se ne uzima putem injekcije (parenteralno) nego „kroz usta“ (enteralnim putem), oni - ne djeluju. Najčešći i najbliži primjer takvoga lijeka je inzulin, hormon koji regulira razinu glukoze u krvi kod osoba oboljelih od dijabetesa.
Kao i brojni drugi lijekovi, inzulin je po sastavu biomakromolekula, protein. A kada ih se unese u probavni sustav, proteini se razgrađuju na inaktivne komponente koje nemaju nikakav ljekovit učinak. Zato se takve lijekove mora ubrizgavati izravno u krvnu žilu (intravenski) ili u mišić (intramuskularno) ili pod kožu (supkutano), javlja Bug.hr.
Kod nekih bolesti (vratimo se dijabetesu i inzulinu), takvih uboda može biti i po desetak na dan, tijekom cijeloga života. Zato su Harvardovci i MIT-ovci osmislili koncept injekcije koja ne boli: lijek je „spakiran“ u mikro-pilulu veličine zrna graška, koja se u želucu samostalno postavi u položaj za primjenu lijeka, a potom se automatski aktivira oprugica i utiskuje lijek u želučanu stijenku (koja je glatki mišić obložen sluznicom).
Boli... ne boli...
Želučani mišić nije opskrbljen nervnim vlaknima za bol: kada vas boli trbuh, ne boli vas mišićni dio želuca nego njegova vanjska vezivna ovojnica opremljena živcima. I dobro je što je tome tako: zamislite kako biste se osjećali da ste svjesni kako želudac miješa, vrti i probavlja svaki zalogaj i svaki obrok.
Dakle, ubod mikroinjekcije je bezbolan. A bezbolnom injekcijom se može isporučiti ljekovita tvar koja inače ne bi „preživjela“ prolazak kroz surov kiseli okoliš želuca i ništa manje surov okoliš probavnih sokova u crijevima.
U članku objavljenom u časopisu Science u veljači 2019., istraživači su objavili detalje o prototipu svoje „injekcijske pilule“, zajedno s pozitivnim rezultatima testova provedenim na svinjskim želucima u kojima su putem tih pilula primjenjivali inzulin. Iako su istraživanja još uvijek ranim fazama, dosadašnji rezultati ukazuju na to da bi injekcija u piluli mogla biti primjenjiva i kod ljudi.
"Djelotvornost primjene lijeka postignuta ovom tehnologijom sugerira da bi crijevna injekcija mogla zamijeniti potkožne injekcije za inzulin, a opravdano je vjerovati i u primjenjivost kod drugih biomakromolekula osim inzulina", zaključili su istraživači.
Kako se kakao čelik
U dizajniranju prototipa istraživači su se inspirirali oblikom oklopa leopardske kornjače, koji joj pomaže da se vrati na noge kada je izvrnuta na leđa. Osmislili su kapsulu s nisko postavljenim težištem, oblikovanu tako da se iz bilo koje pozicije uvijek prevali u uspravan položaj. Kapsula je izrađena od biorazgradivog poliestera (polikaprolakton, PCL) i nehrđajućeg čelika kakvog se koristi za izradu zubnih aparatića.
U njenoj unutrašnjosti se nalazi igla dugačka 1,7 milimetara izrađena od stiješnjenog, osušenog inzulina, pričvršćena na mikro-oprugu. Stisnuta opruga je fiksirana poklopčićem načnjenim od karameliziranog šećera, koji se otapa pri izlaganju želučanoj kiselini, oslobađajući oprugu i iglu načinjenu od lijeka. Budući da je kapsula oblikovana tako da se samostalno postavi u idealnu poziciju, kada se šećer otopi, opruga ispaljuje ljekovitu iglicu izravno u stijenku želuca debelu 4 do 6 mm. Nakon isporučene terapije, polikaprolaktonska ovojnica kapsule se probavi, a minijaturni čelični dio mehanizma se putem crijeva izbaci na analni kraj probavne cijevi. Pri defekaciji. Na WC-u. Kakanjem. Kužite.
U testovima na svinjama, injekcijska pilula je uspješno ubrizgavala inzulin u želučanu stijenku čak i kada su istraživači naginjali i rotirali životinje. Razina šećera u krvi svinja je nakon svake primjene kapsule bila smanjena, što dokazuje da je isporuka inzulina bila djelotvorna. Analiza želučane sluznice nakon višekratne primjene takvih mikro-injekcija nije pokazala nikakve znakove oštećenja želuca.
Našte srca
Za sada je najveća prepreka optimalnom injiciranju lijeka - hrana. Naime, mikro-kapsule su zauzimale idealnu poziciju za „ispaljivanje“ ljekovite iglice u stijenku želuca samo ako je želudac bio prazan. Ukoliko su svinje prethodno bile nahranjene, hrana u želucu je ometala optimalno pozicioniranje kapsule. Iako se taj problem može izbjeći uzimanjem mikrokapsule natašte, na prazan želudac, istraživački tim je već započeo rad na redizajniranju oblika i donjeg dijela kapsule kako bi injekcija bila uspješna i kada se u želucu nalazi hrana.
„Injekcijska pilula predstavlja farmakološko-tehnološku platformu s potencijalom za enteralnu injekcijsku primjenu širokog raspona bioloških lijekova baziranih na proteinima i nukleinskim kiselinama", zaključuju istraživači.
