Фотоактивні імплантати для введення ліків

У медицині застосовується безліч малоінвазивних методів, що можуть легко і просто доставити препарат до необхідних тканин. Одним з них є відомі всім ін'єкції. Однак, у випадку регулярності таких маніпуляцій постає питання щодо комфорту пацієнта та постійного ушкодження шкіри.

Вчені з Пхоханського університету науки та технологій запропонували новий імплантат, що здатен вивільняти ліки під дією спеціального світлового випромінювання.

Результати дослідження опубліковані в журналі "Nano Energy" та
на сайті університету.

Умовне зображення дії імплантату, що для активації використовує близьке інфрачервоне випромінювання.

Винахід та механізм його дії

Пристрій складається з трьох основних частин: наночастинок-перетворювачів, органічних фотоактивних комірок (ОФК) та преперату в "цистернах", що вкриті тонкою мембраною з золота.

Суть дії умовно проста: випромінювання потрапляє на фотоактивну комірку, що сприяє вивільненню ліків. Реалізація медикаментів відбувається за наявності надлишкових електронів та аніонів Хлору (надходять з організму), які розчиняють покрив чистого Au, перетворюючи його на AuCl4−.

Основною проблемою постають підбір інтервалу частот дії та тип комірки, оскільки звичайне сонячне світло також здатно активувати фотоефект, що може призвести до передозування небажаною кількістю преперату.

Для її вирішення і були обрані наночастинки-перетворювачи в якості додаткового компоненту. Вони здатні "модифікувати" близьке інфрачервоне випромінювання (довжина хвилі 780-2500 нм), підвищуючи його частоту до показників видимого спектру, яке вже потрапляє на ОФК, що не здатні сприймати інший діапазон.

Отже, підсумуємо: спеціальний "ліхтарик" випромінює хвилі близького інфрачервоного діапазону -> наночастинки сприймають їх та перетворюють на видиме світло -> світло потрапляє на ОФК -> у ОФК виникає фотоефект, що зумовлює надлишок електронів -> електрони розчиняють золоту мембрану -> ліки вивільняються у тканини.

Малюнок, що ілюструє найбільш ймовірне розташування імплантату та його основні складові.

Перспективи використання

Автори зазначають, що такий пристрій буде зручним для введень препаратів, які використовуються регулярно, наприклад, інсуліну. Імплантат найвірогідніше буде розташований приблизно на 2 мм вглиб шкіри через зручність та ефективність з точки зору подальшої дії ліків на організм. Проте, не виключається встановлення у більш глибокі тканини за необхідності.

Основні труднощі постають у дозуванні випромінювання та його кореляції з кількістю речовини, хоча ця проблема не є критичною, і, можливо, дуже скоро ми побачимо масове застосування цього винаходу.