Livrezon dwòg se sou amelyore efikasite ak sekirite nan terapi lè w jwenn bon dòz medikaman an nan bon kote nan bon pousantaj ak tan. Apwòch nan livrezon dwòg yo te egziste pou plizyè santèn ane; Doktè moun peyi Lejip yo te kreye tablèt oral ak odè, epi doktè yo te kòmanse sèvi ak livrezon nan venn apre yo te dekri sistèm sikilasyon an pou premye fwa an 1657. Teknoloji lage kontwole yo remonte nan mitan -1900 yo. [1]
Avantaj ki genyen lè w sèvi ak yon sistèm livrezon dwòg yo enkli: [1, 2]
• livrezon sou peryòd ki long
• pi gwo konvenyans pasyan an
• livrezon medikaman ki otreman difisil pou fòmile, tankou gwo biomolekil, dwòg ki pa fonn nan dlo, oswa medikaman ki gen yon fenèt terapetik etwat.
• livrezon dwòg atravè baryè fizyolojik, pa egzanp po a, baryè san-sèvo ak baryè san-retin
• livrezon lokalize diminye toksisite sistemik epi pèmèt pi ba dòz dwòg.
Defi devlopman livrezon medikaman yo genyen ladan yo: [1-3]
• enkòpore ak kontwole orè dòz konplèks oswa dòz pèsonalize nan yon sistèm livrezon
• fè fas ak repons varyab dwòg deklanche pa fluctuations byolojik peryodik
• bay rejim plizyè dwòg
• kenbe dwòg stab pandan ke yo kenbe nan sistèm livrezon an.
Sistèm livrezon dwòg yo varye ant jèl ak plak, atravè mikwosfè ak nanopartikil, rive nan aparèy konplèks tankou ponp ekstèn oswa implanté ak sistèm mikwo-elektromekanik (MEMS).
Yon entwodiksyon nan sistèm mikwo-elektwomekanik
MEMS yo se ti aparèy entegre ki konbine konpozan elektrik ak mekanik, e yo te fè posib grasa pwogrè nan mikrofluidik ak miniaturizasyon elektwonik. Sa yo varye soti nan sistèm senp ki pa gen okenn pati k ap deplase nan sistèm trè konplèks. MEMS yo ka fabrike aseptik lè l sèvi avèk materyèl biokonpatib, epi yo ka hermetically sele. MEMS dwòglivrezonaparèy jeneralman konpoze de twa eleman: chanm dwòg, mekanis lage dwòg ak anbalaj, epi yo ka enkòpore detèktè, chanèl, ponp, tiyo, zegwi, manbràn ak rezèvwa dwòg sèl oswa miltip. [1-5]
Aparèy MEMS yo ka implantable oswa portable, epi yo gen aplikasyon pou maladi kwonik ak alontèm. Yo ka delivre dwòg nan kote espesifik, ak kèk ka delivre plis pase yon dwòg. Moun ki gen detèktè entegre yo ka adapte pousantaj livrezon an nan bezwen pasyan an ki baze sou deteksyon siy vital oswa byomarkè. [1, 5, 6]
MEMS yo piti ak lejè epi yo ka fasilman entegre ak sikui elektrik ak elektwonik. Aparèy MEMS yo ka mache oswa ki pa mache. Powered MEMS gen konsomasyon pouvwa ki ba, epi yo ka mache ak pwòp tèt ou. Aparèy MEMS yo gen yon kantite dezavantaj, sepandan. Yo ka frajil, epi yo ka echwe kòm konsekans kontaminasyon, fatig, friksyon oswa mete. [5]
Livrezon medikaman MEMS ki pa mache
Aparèy MEMS ki pa mache yo ka pi piti pase aparèy ki mache ak pisans paske yo pa bezwen ekipman pou pouvwa. Pousantaj livrezon yo ka modifye pa itilizasyon diferan materyèl oswa fòmilasyon dwòg, ak pwopriyete anviwònman an nan sit livrezon an. Yo ka gen to lage ki ba, sepandan, epi sèlman reponn tou dousman nan estimilis ekstèn. An jeneral, pousantaj livrezon an pa ka chanje oswa sispann apre administrasyon an. Apwòch ki pa mache yo enkli aparèy difizyon pasif, presyon osmotik, idwojèl ak microneedles. [1]
Powered MEMS livrezon dwòg
Aparèy MEMS ki mache ak pisans yo pi konplèks epi yo souvan pi gwo pase aparèy ki pa mache ak pisans, men yo gen pi gwo pousantaj lage, repons pi rapid epi yo ka kontwole deyò. Mikroponp yo ka elektwomayetik, piezoelektrik, elektwostatik, tèrmopneumatik, bimetalik, elektwochimik oswa anplwaye yon alyaj memwa tèmik / fòm, pami lòt apwòch. [1]
Aparèy livrezon dwòg ki mache ak pisans pèmèt doktè yo adapte livrezon dwòg jisteman atravè siveyans an tan reyèl ak detèktè fizik. Kòm yon egzanp, yon pankreyas ekstèn ki konbine yon ponp ensilin ak siveyans kontinyèl glikoz ka pwograme ak kontwole deyò atravè yon smartphone oswa yon tablèt. [1]
Aplikasyon MEMS: livrezon dwòg nan sèvo a
Devlope tretman efikas pou maladi sistèm nève santral, ki gen ladan maladi neurodegenerative, konjesyon serebral ak kansè nan sèvo, depann sou livrezon dwòg nan sèvo a. Sèvo a, sepandan, pwoteje trè efektivman pa baryè san-sèvo, baryè san-serebrospinal likid, ak baryè araknoid la, ak travèse sa yo se yon defi. Sistèm MEMS ki piti ase pou yo enplante, yo ka kontwole deyò ak gwo presizyon, epi yo ka delivre youn oswa plis dwòg ofri yon solisyon potansyèl. [7, 8]
Apwòch potansyèl pou livrezon dwòg MEMS nan sèvo a gen ladan yon sond elektwolitik kontwole san fil ki ta ka delivre yon dwòg nan yon rejyon byen fon nan sèvo a, livrezon intratumoral nan yon dwòg chimyoterapi nan glioblastom, oswa livrezon dwòg entrakranyen nan timè nan sèvo lè l sèvi avèk yon aparèy elektwonik mou biodégradables. kote livrezon dwòg la deklanche san fil ak Lè sa a, MEMS yo biodegrade apre yon peryòd tan espesifik. [9-11]
Aplikasyon MEMS: livrezon dwòg atravè po a
Livre dwòg atravè po a se yon wout ki pa pwogrese, epi li se pratik pou pasyan yo ak moun kap bay swen yo. Straum corneum a se premye liy defans kò a, kenbe dlo ak pwoteje kò a kont patojèn. Sa fè transdermallivrezondefi. Plak transdermal ki gen ladan materyèl chimik penetrasyon ka asosye ak alèji po, enflamasyon ak iritasyon, ak sa yo afekte aderans nan medikaman. [12]
Etalaj ki fòme ak dè santèn de microneedles ka penetre stratum korne a epi yo bay dwòg san doulè transdermally ak intradermally, ki gen ladan ti molekil, pwoteyin, peptides, òmòn, materyèl jenetik ak vaksen. Apwòch yo enkli: [1, 3, 13]
• Yo ka sèvi ak microneedles solid ki fèt ak Silisyòm, metal, vè, seramik oswa polymère pou pèse korneum stratum la pou amelyore absòpsyon transdermal atravè yon plak.
Microneedles solid ki kouvwi dwòg pèmèt dwòg la fonn nan po a.
• Microneedles ki baze sou idrat kabòn oswa polymère enkòpore dwòg la epi kraze yon fwa yo mete, sa ki pèmèt dwòg la pénétrer po a.
• Microneedles kre, ki fèt ak Silisyòm, metal oswa vè, aji kòm yon kanal, delivre dwòg la soti nan yon rezèvwa.
• Microneedles Hydrogel pèse po a ak anfle, lage dwòg la.
Aplikasyon MEMS: livrezon dwòg nan je a
Menm jan ak sèvo a, je a pwoteje ak baryè byolojik ak livrezon se defi. Yon aparèy ansyen vivo ki te opere lè l sèvi avèk yon jaden mayetik ki aplike deyò ka potansyèlman delivre dwòg nan sklero a, korwoyid ak retin. [14] Microneedles tou gen potansyèl pou delivre dwòg nan je a. Apwòch etidye gen ladan yon plak nan fòm lan nan yon lantiy kontak ak zegwi dissolvable pote dwòg la, antibyotik cryoneedles pou enfeksyon bakteri, ak nanopartikul-chaje mikroneedles pou administre dwòg nan do a nan je a, fasilite lè l sèvi avèk iontoforèz. [13]
Referans
1. Cobo, A., R. Sheybani, ak E. Meng, MEMS: Enabled Drug Delivery Systems. Adv Healthc Mater, 2015. 4(7): p. 969-82.
2. Mendoza, LAV, et al., Recent Advances in Micro-Electro-Mechanical Devices for Controlled Drug Release Applications. Front Bioeng Biotechnol, 2020. 8: p. 827.
3. Lee, HJ, et al., MEMS aparèy pou livrezon dwòg. Adv Drug Deliv Rev, 2018. 128: p. 132-147.
4. Pandey, Y. ak SP Singh, Recent Advances in Bio-MEMS and Future Possibilities: An Overview. Journal of The Institution of Engineers (Lend): Seri B, 2023. 104: p. 1377-1388.
5. Chircov, C. ak AM Grumezescu, Microelectromechanical Systems (MEMS) pou aplikasyon byomedikal. Micromachines (Basel), 2022. 13(2).
6. Mishra, A., Tandans mache émergentes pou aparèy livrezon dwòg. Lidè livrezon dwòg, 5 oktòb 2023. Disponib nan: https://www.drugdeliveryleader.com/doc/emerging-market-trends-for-drug-delivery-devices-0001.
7. Tian, M., Z. Ma, ak GZ Yang, Mikwo/nanosystems pou livrezon dwòg kontwole nan sèvo a. Inovasyon (Camb), 2024. 5(1): p. 100548.
8. Villarruel Mendoza, LA, et al., Recent Advances in Micro-Electro-Mechanical Devices for Controlled Drug Release Applications. Front Bioeng Biotechnol, 2020. 8: p. 827.
9. Yoon, Y., et al., Sistèm sonde neral pou nerofarmakoloji konpòtman pa livrezon dwòg san fil bi-direksyon ak elektwofizyoloji nan sourit ki entèraksyon sosyalman. Nat Commun, 2022. 13(1): p. 5521.
10. Saxena, V., DNAtrix siyen akò pou itilize platfòm MEMS Alcyone pou livrezon dirèk dwòg nan glioblastom. Fierce Pharma, 26 me 2015. Disponib nan: https://www.fiercepharma.com/drug-delivery/dnatrix-signs-agreement-to-utilize-alcyone-s-mems-platform-for-direct-drug-delivery.
11. Cicha, I., et al., Biosensor-Integrated Drug Delivery Systems kòm nouvo materyèl pou aplikasyon byomedikal. Biomolecules, 2022. 12(9).
12. Murphrey, MB, JH Miao, ak PM Zito, Istoloji, Stratum Corneum, nan StatPearls. 2024: Treasure Island (FL).
13. Umeyor, CE, et al., Biomimetic microneedles: eksplore pwogrè ki sot pase yo sou yon sistèm mikrofabrike pou livrezon presizyon nan dwòg, peptides, ak pwoteyin. Future Journal of Pharmaceutical Sciences, 2023. 9: p. 103.
14. Pirmoradi, FN, et al., Livrezon Kontwole nan Medikaman Antiangiogenic nan Tisi Je Moun Sèvi ak yon Aparèy Mems. 2013 IEEE 26th Int Conf Micro Electro Mech Syst MEMS 2013 (2013), 2013. 2013.