211service.com
Veilig pillen sturen
Door een pil onder controle te houden terwijl deze door het lichaam van een patiënt beweegt, kunnen artsen medicijnen op precies de juiste locatie afleveren, bijvoorbeeld een tumor in de dikke darm.
Slik dit door: Een magneet in de hier getoonde capsule stelt onderzoekers in staat de positie van de capsule in het spijsverteringskanaal te controleren. Dit zou kunnen leiden tot nauwkeurigere toedieningsmethoden voor medicijnen.
Onderzoekers van de Brown University hebben een manier aangetoond om een manoeuvreerbare pil veilig onder controle te houden en toe te kijken terwijl deze door het maagdarmkanaal gaat.
Afgezien van het zoeken naar sporen in de bloedbaan van een patiënt, is het voor artsen moeilijk om te bepalen of een medicijn op de juiste manier is toegediend. Je kunt röntgenfoto's maken [van gelabelde pillen], maar je kunt nooit echt weten hoe laat het medicijn is vrijgegeven, zegt Edith Mathiowitz , een universitair hoofddocent medische wetenschappen en techniek aan de Brown University en hoofdonderzoeker van het project. Het team van Mathiowitz, dat zich richt op het creëren van betere technologieën voor medicijnafgifte, heeft oorspronkelijk een magnetisch volgsysteem gebouwd om pillen te observeren terwijl ze door het lichaam gaan. Maar de onderzoekers realiseerden zich al snel dat ze de pillen ook onder controle konden houden.
Wat we hebben ontwikkeld, zou buitengewoon nuttig kunnen zijn voor het verbeteren van de biologische beschikbaarheid van geneesmiddelen die zelfs maar een smal therapeutisch venster hebben, zegt Mathiowitz, verwijzend naar geneesmiddelen die alleen in specifieke regio's van het maagdarmkanaal worden geabsorbeerd. Je kunt het op twee manieren gebruiken: een retentiesysteem voor de maag [om ervoor te zorgen dat de patiënt de gewenste dosering krijgt] en voor lokalisatie in specifieke regio's van het maagdarmkanaal - regio's die erg moeilijk te bereiken zijn.
In experimenten verplaatste het team van Mathiowitz pillen door de magen en darmen van ratten. Ze ontwikkelden een systeem om de kracht te meten en te regelen tussen een één millimeter lange magneet in de pil en een grote externe magneet die wordt gebruikt om de beweging ervan te regelen. Het systeem beweegt de externe magneet automatisch dichter bij of verder van de magneet van de pil om de minimale hoeveelheid kracht te behouden die de pil zal manipuleren, om schade aan de darm of maag van het dier te voorkomen.
Andere onderzoeksgroepen hebben aangetoond dat capsules magnetisch in het lichaam kunnen worden gemanipuleerd, maar ze hebben zich niet gericht op het minimaliseren van de gebruikte kracht, legt Bryan Laulicht uit, eerste auteur van het onderzoekspaper dat het werk beschrijft, dat vandaag is gepubliceerd in de online editie van het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences . De heersende gedachte was om zoveel mogelijk geweld te gebruiken, zegt hij. Onze echte push was om de veiligheid te benadrukken.
Pil volgen: Een nieuw systeem controleert zorgvuldig de positie van een magnetische pil (wit omcirkeld) in het spijsverteringskanaal van een rat.
De door Brown ontwikkelde pil heeft ongeveer dezelfde grootte en vorm als een Tylenol-capsule en bevat een magneet en een reservoir voor medicijnen en microscopisch kleine ijzerdeeltjes, die op de röntgenfoto verschijnen.
In de dierproeven werd de controlerende magneet naast de rat geplaatst, samen met een apparaat om de kracht tussen de twee magneten te meten - een kleine cantilever die buigt als reactie op kracht en gevoelig genoeg is om slechts 0,01 gram massa te detecteren. De veranderingen in de vrijdragende balk werden 10 keer per seconde in een computer ingevoerd en de regelmagneet bewoog automatisch als reactie. Het team leidde de minimale kracht af die nodig was uit berekeningen van de normale druk die optreedt tijdens de spijsvertering en was in staat om de magnetische pil 12 uur in de dunne darm van de rat te houden. Het team gebruikte een röntgenapparaat om de pil in de rat te volgen.
Ik denk dat dit een goede manier is voor een meer gecontroleerd medicijnafgiftesysteem, zegt Frank Volke, hoofd van een onderzoeksteam van het Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering in Ankt Ingbert, Duitsland dat soortgelijke technologie ontwikkelt. Volke's groep creëerde een pil met een camera die magnetisch kan worden bestuurd, en zijn groep hoopt ook een medicijnafgiftesysteem te ontwikkelen. Andere experimentele benaderingen om de beweging van pillen te beheersen, zijn onder meer het gebruik van kleine robotvoetjes en het gebruik van modules die zichzelf in het lichaam assembleren.
Pillen met langzame afgifte, omhuld met een chemische stof die de snelheid bepaalt waarmee het medicijn wordt afgegeven, bestaan al een tijdje, maar een manier om een pil te sturen zou meer flexibiliteit aan dat soort medicatie toevoegen, zegt Maysam Ghovanloo , een assistent-professor aan het Georgia Institute of Technology, die een slimme pil ontwikkelt die de naleving van geneesmiddelen controleert. Hij suggereert dat het monitoren van magnetische velden, in plaats van het gebruik van röntgenstraling, het uiteindelijk veiliger kan maken om de positie van de pil te controleren. Laulicht zegt dat ze van plan zijn om uiteindelijk over te stappen op een magnetisch volgsysteem.
Mozes Goddard , een algemeen chirurg en universitair hoofddocent aan de Brown University die niet bij het werk betrokken was, zegt dat het een intrigerende verfijning is van hulpmiddelen voor het verbeteren van magnetische geleidingstechnieken. Hoewel er geen door de FDA goedgekeurde magnetische geleidingstechnologieën zijn voor gebruik met medicijnen, zegt Goddard dat een dergelijke aanpak kan helpen bij de behandeling van ziekten variërend van diabetes tot de ziekte van Crohn. De magnetische studie zal ons een veel betere greep geven op het veilig en effectief gebruiken en manipuleren van magnetische krachten om pillen naar delen van de darm te leiden waar we willen dat ze gaan en voor een controleerbare periode blijven, zegt Goddard. Het zal met name handig zijn om uit te zoeken hoe relatief grote pillen naar specifieke interessegebieden kunnen worden geleid.
Metin Sitti , universitair hoofddocent engineering aan de Carnegie Mellon University, die aan robotpillen werkt, zegt dat het onderzoek veelbelovend is in de zin van medische toepassingen van ongebonden magnetische capsules.
Het zal nog enige tijd duren voordat een dergelijke technologie veilig bij mensen kan worden toegepast. Bovendien moeten voeding en externe omgeving zorgvuldig worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat er geen onverwachte magnetische krachten in het spel komen. Maar Laulicht zegt dat het systeem mogelijk kan herkennen of een andere magneet de kracht die op een pil wordt uitgeoefend verandert, en het zelfs kan tegengaan. Uiteindelijk denk ik dat dit in een poliklinische setting kan worden gebruikt, zegt hij.
Als het apparaat uiteindelijk wordt aangepast en goedgekeurd voor menselijk gebruik, zou het waarschijnlijk alleen in extreme gevallen worden gebruikt, zoals gastro-intestinale kanker of inflammatoire darmaandoeningen waarvoor andere therapieën hebben gefaald, zegt Laulicht. De volgende stappen van het team zijn om het te gebruiken met echte medicijnen en het te testen in grotere dieren.