Nieuw potentieel Deze licht-gecontroleerde patches geven actieve ingrediënten op een gecontroleerde manier af

Intelligente patch met lichtschakelaar om medicatie te revolutioneren

Niet elk medicijn is geschikt om oraal of via een spuit te nemen. Tegelijkertijd blijft ons grootste orgaan vaak ongebruikt. De huid biedt het grootste doorlaatbare gebied om geneesmiddelen te absorberen uit remedies. Onderzoekers uit Zwitserland ontwikkelen momenteel een nieuwe patch die actieve ingrediënten aan de huid levert via geïntegreerde containers. Deze lading wordt gecontroleerd door het licht.

Kleinste nanocontainers zijn geïntegreerd in de intelligente patch, die kan worden gevuld met een verscheidenheid aan actieve ingrediënten. De actieve ingrediënten kunnen worden afgegeven op basis van lichtsignalen. Dit opent volledig nieuwe methoden voor medicamenteuze behandeling. De licht-gecontroleerde patch wordt momenteel ontwikkeld door onderzoekers van Empa en de Universiteit van Fribourg. Een paper over dit onderwerp is onlangs gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society.

Een nieuwe patch, die momenteel wordt ontwikkeld, kan meerdere geneesmiddelen bevatten door middel van geïntegreerde nanodeeltjes, die worden vrijgegeven via een specifiek lichtsignaal. (Afbeelding: ChristArt / fotolia.com)

Geneesmiddel dat door de huid gaat

Sommige actieve ingrediënten kunnen zelfs als een pleister over de huid worden aangebracht, zoals nicotinevervangende middelen, bepaalde pijnstillers of anticonceptiva. Dit repertoire zou enorm kunnen uitbreiden met de nieuwe patch, zoals gerapporteerd door Empa-onderzoekers in St. Gallen en het Adolphe Merkle Institute van de Universiteit van Fribourg. Met de nieuwe technologie kan de dosering van actieve ingrediënten nauwkeurig worden geregeld via lichtsignalen.

Hoe werkt het nieuwe gipsysteem?

Om de actieve ingrediënten in de patch precies te beheersen, heeft het onderzoeksteam een ​​moleculaire lichtschakelaar ontwikkeld die is geïnspireerd door de natuur. "Onze lichtschakelaar werkt volgens het principe van het netvlies in het menselijk oog", legt Luciano Boesel van het Empa-laboratorium voor biomimetische membranen en textiel in een persbericht over de studieresultaten uit. Net als de natuurlijke kleurstoffen in het oog, kunnen deze synthetische fotochromen ook door licht worden geactiveerd. Deze schakelaars werden opgenomen in microscopische polymeer nanosferen die vervolgens de inhoud van het medicijn vrijgeven via een lichtsignaal.

High-tech gips

Een bepaalde golflengte van het licht veroorzaakt een structurele verandering in de geïntegreerde nanoreactoren. De schaal wordt hierdoor permeabel en de aanwezige actieve ingrediënten kunnen ontsnappen. Bij een andere golflengte stopt deze reactie binnen enkele seconden en wordt het medicijn niet vrijgegeven.

Een draagbaar medicijnreservoir

De nieuwe pleister kan dienen als een draagbaar medicijnreservoir dat zorgt voor nauwkeurige medicijnafgifte wanneer dat nodig is. "Het is mogelijk om lichtschakelaars te gebruiken voor het hele spectrum tussen 450 en 700 nanometer golflengte, dat wil zeggen voor gekleurd licht van blauw naar rood," meldt Boesel. Dit laat een marge over voor de gecontroleerde afgifte van meerdere geneesmiddelen aan complexe reactievercades in een enkele patch.

Verdere optimalisatie vereist

Met de steun van het National Fund en het National Center of Competence Research voor Bio-Inspired Materials werkt het team momenteel aan de verdere optimalisatie van de lichtgevoelige patch. "Eerst zullen we de precies regelbare afgifte van stoffen onderzoeken die al goedgekeurd zijn voor toepassing via de huid, zoals bepaalde pijnstillers", vat Boesel samen. In de toekomst zijn echter nog veel meer behandelingen met het gips denkbaar. (Vb)