Доставка лекарств, вызванная растяжением
Контролируемая механическая доставка лекарств

Доставка лекарств, запускаемая растяжением, — это метод контролируемой доставки лекарств, стимулируемый механическими силами. Наиболее часто используемыми материалами для автономных систем высвобождения лекарств, запускаемых растяжением, являются гидрогели и эластомеры . [1]

Этот метод доставки лекарств относится к категории систем доставки лекарств, реагирующих на раздражители , которые включают системы, реагирующие на pH , температуру и окислительно -восстановительный потенциал. Механические силы естественным образом возникают во всем организме человека, поэтому системы доставки лекарств, активируемые растяжением, могут использоваться для автономной доставки лекарств в организм при необходимости. Использование автономных систем высвобождения лекарств снижает такие результаты, как задержки в получении лечения и неточные дозировки. [1] Автономные системы высвобождения лекарств, индуцированные растяжением, применяются к таким препаратам, как противомикробные препараты , сердечно-сосудистые препараты и противораковые препараты . [1] Тераностические агенты также применимы к этой системе доставки лекарств, что позволяет одновременно лечить и диагностировать заболевания. [2]

Типы механических раздражителей

Три основных типа механических стимулов: сила сжатия, сила растяжения и сила сдвига. [3]

Сжатие , растяжение и сдвиг — три основных типа механических стимулов. [3] [4] Сила сжатия возникает, когда объект испытывает силы с двух сторон, направленные в противоположных направлениях, что приводит к его сжатию. Сила растяжения возникает, когда объект испытывает силы с двух сторон, направленные в противоположных направлениях, что приводит к его растяжению. Силы сдвига возникают, когда объект испытывает силы, параллельные и направленные в противоположных направлениях. Ультразвуковые и магнитные поля также являются примерами механических сил. [5] В зависимости от механических стимулов, другой материал может улучшить желаемые результаты. [2] Человеческое тело подвергается воздействию механических сил на костях, органах, суставах, кровеносных сосудах и хрящах или внутри них. [1] [5]

Естественные механические раздражители

Механизм высвобождения лекарственного средства, который запускается при растяжении контактной линзы из-за естественных движений глаз. [6]

В организме человека существуют естественные механические силы, такие как повышенное напряжение в кровеносных сосудах из-за атеросклеротических бляшек . [4] Естественные механические силы в организме позволяют самостоятельно вводить лекарства. [3] Доставка лекарств противораковой терапии, вызванная движением, возможна с помощью естественных сил, создаваемых движениями органов. [7] Были проведены исследования контактных линз, которые предварительно загружены лекарством от глаукомы , которое высвобождается при растяжении контактной линзы во время естественных движений глаз. [6] Движение суставов использовалось для запуска высвобождения антибактериальных препаратов в организм. [5]

Приложения

Пример системы высвобождения лекарства, запускаемой растяжением эластомера в результате сгибания пальца. [7]

Доставка лекарств, запускаемая растяжением, имеет множество применений. Внутриклеточная трансфекция может быть достигнута с помощью систем доставки лекарств, которые реагируют на механические стимулы. [3] Высвобождение лекарств может контролироваться триггерами из-за сил, испытываемых телом при ежедневных движениях. [4] Механические триггеры были применены к полимерам для высвобождения производных 2-фурилкарбонила, которые затем запускают высвобождение молекулярного груза. [8] Применение систем доставки лекарств, запускаемых растяжением, - это доставка химиотерапии, запускаемая расширением пищеводного стента. [4] Кроме того, возможно включение нескольких лекарств в автономные системы высвобождения лекарств, запускаемые растяжением, что позволяет высвобождать лекарства теми же или разными сигналами. [1] Доставка лекарств, запускаемая растяжением, также применяется к растягиваемым эластомерам , загруженным наночастицами , которые высвобождают лекарства из-за своей расширенной площади поверхности. [7] Доставка лекарств, вызванная растяжением, применялась к сердечно-сосудистой системе с помощью гидрогелей, содержащих лекарственные препараты, что приводило к увеличению васкуляризации . [5] Исследование показало, что гидрогели, содержащие хинин , приводили к ограничению роста бактерий в результате воздействия растяжения. [9]

Ограничения

Из-за ограниченного количества исследований систем доставки лекарств, реагирующих на механическую силу, воздействие механических сил на клетки остается неясным. [10] Текущие исследования систем доставки лекарств, запускаемых растяжением, в основном включают исследования in vitro , поэтому для дальнейшего совершенствования знаний по этому предмету необходимы обширные исследования in vivo . [10] [4] Ограничением современной технологии является высвобождение лекарств при отсутствии триггеров растяжения и ограничении количества загрузочных агентов. [4] Системы трансдермальной доставки лекарств могут включать технологию, запускаемую растяжением, но эти устройства обычно используются для длительного введения, что делает повторную загрузку лекарств предметом беспокойства. [11] Вопросы воздействия на окружающую среду также вызывают беспокойство, когда речь идет о трансдермальной доставке лекарств из-за отсутствия у материала способности к биодеградации и связанных с этим электронных отходов. [11] Областью интереса в отношении устройств доставки лекарств, которые используют естественные триггеры, является изменчивость физиологических параметров у разных людей. [11] Это затрудняет установление стандарта того, что будет запускать эту технологию.

Ссылки

  1. ^ abcde Сюн, Я; Ци, Линь; Ню, Йе; Ли, Юэцян; Сюэ, Цинчжун; Чжао, И (2020). «Автономные системы высвобождения лекарств с триггерами, связанными с симптомами заболевания». Передовые интеллектуальные системы . 2 (3): 1900124. doi : 10.1002/aisy.201900124 . S2CID  212675060.
  2. ^ ab Wang, Yucai; Shim, Min S.; Levinson, Nathanael S.; Sung, Hsing-Wen; Xia, Younan (2014). «Материалы, реагирующие на стимулы, для контролируемого высвобождения тераностических агентов». Advanced Functional Materials . 24 (27): 4206– 4220. doi :10.1002/adfm.201400279. PMC 4249693 . PMID  25477774. 
  3. ^ abcd Чжан, Юци; Ю, Цзичэн; Бомба, Хантер Н.; Чжу, Юн; Гу, Чжэнь (2016). «Механическая доставка лекарств». Химические обзоры . 116 (19): 12536–12563 . doi :10.1021/acs.chemrev.6b00369. ПМИД  27680291.
  4. ^ abcdef Ван, Джулия; Каплан, Джона А.; Колсон, Йолонда Л.; Гринстафф, Марк В. (2017). «Механочувствительные материалы для доставки лекарств: использование сил для контролируемого высвобождения». Advanced Drug Delivery Reviews . 108 : 68–82 . doi :10.1016/j.addr.2016.11.001. PMC 5285479. PMID  27856307 . 
  5. ^ abcd Винчхи, Прекша; Равал, Шрути У.; Патель, Маюр М. (2021). «Системы доставки лекарств, реагирующие на внешние раздражители». Устройства доставки лекарств и терапевтические системы : 267– 288. doi :10.1016/b978-0-12-819838-4.00023-7. ISBN 9780128198384. S2CID  230566317.
  6. ^ ab Ding, Xiaoke; Ben-Shlomo, Gil; Que, Long (2020). «Мягкая контактная линза со встроенными микротрубками для устойчивой и самоадаптивной доставки лекарств для лечения глаукомы». ACS Applied Materials & Interfaces . 12 (41): 45789– 45795. doi :10.1021/acsami.0c12667. PMID  32960561. S2CID  221861705.
  7. ^ abc Ди, Джин; Яо, Шаньшань; Да, Яньци; Цуй, Чжэн; Ю, Цзичэн; Гош, Тушар К.; Чжу, Юн; Гу, Чжэнь (2015). «Доставка лекарств, вызванная растяжением, из носимых эластомерных пленок, содержащих терапевтические депо». АСУ Нано . 9 (9): 9407–9415 . doi :10.1021/acsnano.5b03975. ПМИД  26258579.
  8. ^ Ху, Сяорань; Цзэн, Тянь; Хусик, Кори К.; Робб, Максвелл Дж. (2021). «Механически инициированное высвобождение функционально разнообразных молекулярных грузов из замаскированных производных 2-фурилкарбинола». ACS Central Science . 7 (7): 1216– 1224. doi :10.1021/acscentsci.1c00460. PMC 8323246 . PMID  34345671. 
  9. ^ Балланс, Уильям С.; Со, Ёнбом; Бэк, Кванхён; Шалифу, Мадлен; Ким, Донхён; Конг, Хёнджун (2018). «Растягивающийся антибактериальный гидрогель, активируемый большой механической деформацией». Журнал контролируемого высвобождения . 275 : 1– 11. doi : 10.1016/j.jconrel.2018.02.009 . PMID  29427648. S2CID  4468800.
  10. ^ Аб Ма, Панцинь; Лай, Сиюй; Ло, Чжэн; Чен, Ин; Лох, Сиань; Да, Эни; Ли, Цзыбяо; Ву, Цайшэн; Ву, Юн-Лонг (2022). «Последние достижения в области систем доставки лекарств, реагирующих на механическую силу». Наномасштабные достижения . 4 (17): 3462–3478 . Бибкод : 2022NanoA...4.3462M. дои : 10.1039/d2na00420h. ПМЦ 9400598 . ПМИД  36134346. 
  11. ^ abc Manikkath, Jyothsna; Subramony, J. Anand (2021). «На пути к замкнутой системе доставки лекарств: интеграция носимых технологий с трансдермальными системами доставки лекарств». Advanced Drug Delivery Reviews . 179 : 113997. doi : 10.1016/j.addr.2021.113997. PMID  34634396. S2CID  238637743.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stretch-triggered_drug_delivery&oldid=1244937787"