Une équipe de recherche d'Université Northwestern a développé un dispositif biomédical nanomaterial-basé de promesse qui pourrait être utilisé pour livrer des drogues de chimiothérapie localement aux sites où des tumeurs cancéreuses ont été chirurgicalement retirées.
Le dispositif flexible de microfilm, qui ressemble à une partie d'enveloppe en plastique et peut être personnalisé facilement dans différentes formes, a le potentiel de transformer des stratégies conventionnelles de traitement et de réduire l'exposition inutile des patients aux drogues toxiques. Le dispositif tire profit des nanodiamonds, une technologie émergente, pour la version soutenue de drogue.
Les chercheurs ont expliqué que le dispositif libère l'agent Doxorubicin de chimiothérapie d'une façon soutenue et cohérente - une condition de n'importe quel dispositif implanté pour la chimiothérapie localisée. Les résultats de l'étude sont édités aujourd'hui en ligne (le 2 octobre) par le nano du journal ACS.
« Le dispositif mince - un tri de couverture ou de correction - pourrait être utilisé pour traiter une région localisée où les cellules cancéreuses résiduelles pourraient demeurer après qu'une tumeur soit retirée, » a dit doyen Ho, assistant de l'ingénierie biomédicale et de la construction mécanique à l'école du nord-ouest de McCormick de l'ingénierie et de la Science appliquée, qui a mené la recherche.
Si un oncologiste chirurgical, par exemple, retirait une tumeur du sein ou le cerveau, le dispositif pourrait être implanté dans la zone affectée en tant qu'élément de la même chirurgie. Cette approche, qui confine la version de drogue à un emplacement spécifique, pourrait atténuer des effets secondaires et des complications d'autres traitements de chimiothérapie.
« Plusieurs chirurgiens à l'École de Médecine du nord-ouest de Feinberg, aussi bien que d'autres Facultés de Médecine et hôpitaux, sont très intéressés par le dispositif parce qu'il est biocompatible et fournit une telle à version stable et conformée de drogue, » ont dit Ho, un membre du centre complet de Cancer de Robert H. Lurie de l'Université Northwestern.
Dans leur étude, Ho et ses collègues ont inclus des millions de nanodiamonds de drogue-transport minuscules dans le polymère approuvé par le FDA parylénique. Actuel utilisé comme enduit pour des implants, le parylénique biostable est un matériel flexible et souple ressemblant à l'enveloppe en plastique. Une quantité substantielle de drogue peut être chargée sur des batteries des nanodiamonds, qui ont une superficie élevée. Les nanodiamonds alors sont mis entre les couches extrêmement minces de parylénique, ayant pour résultat un dispositif qui est d'une façon minimum invahissant.
Pour tester la drogue du dispositif libérez l'exécution, le Doxorubicin utilisé par chercheurs, un chimiothérapeutique employé pour traiter beaucoup de types de cancer. Ils ont trouvé la drogue lentement et ont uniformément libéré des batteries encastrées de nanodiamond pour un mois, avec plus de Doxorubicin dans la réserve, indiquant qu'une version plus prolongée (plusieurs mois et plus long) était possible. Le dispositif a également évité le « éclat » ou la version initiale massive de la drogue, un inconvénient commun avec la thérapie conventionnelle.
Dans des expériences de commande, où la drogue était présente mais sans nanodiamonds, pratiquement toute les drogue a été libérée dans un jour. En ajoutant les nanodiamonds drogue-chargés au dispositif, la version de drogue a été immédiatement rallongée au mois-long calendrier.
En plus de leur grande superficie, les nanodiamonds ont beaucoup d'autres avantages qui peuvent être utilisés dans la livraison de drogue. Ils peuvent functionalized avec presque n'importe quel type de thérapeutique. Ils peuvent être suspendus facilement dans l'eau, qui est importante pour des applications biomédicales. Les nanodiamonds, chacun qui est de quatre à six nanomètres de diamètre, sont d'une façon minimum invahissants aux cellules, biocompatibles et n'entraînent pas l'inflammation, une complication sérieuse. Et ils sont très extensibles et peuvent être produits en grande quantité.
L'architecture du dispositif est favorable à la petite molécule de logement, à la protéine, à l'anticorps ou à la thérapeutique ADN-basée par RNAor. Ceci donne à la technologie le potentiel d'effectuer un intervalle des stratégies de traitement où implanté, version à long terme de drogue est nécessaire.
Ho et son groupe de recherche ont précédemment frayé un chemin l'application des nanodiamonds pour des applications de drogue-transport systémiques. Transitions de ces travaux récents avec succès les nanodiamonds des matières premières à servir de base à la fabrication de dispositif.
Pour établir le dispositif biomédical, les chercheurs ont développé une approche profilée où une double couche de parylénique a été fabriquée, avec les complexes de nanodiamond-drogue ont serré dans l'intervalle. La couche inférieure, approximativement 20 à 30 microns d'épaisseur, sert de circuit principal du dispositif, lui permettant d'être facilement manipulé. Pour la couche supérieure, l'équipe de recherche a créé un film semi-poreux plus mince qui permet à la drogue de libérer lentement du dispositif.
« Un des aspects les plus significatifs de ce travail est que les procédés de fabrication sont fortement - extensible, signifiant des centaines, ou même des milliers, de dispositifs potentiellement pourrait être fabriqué en parallèle et à bas pris, » a dit Ho.
« Les nanodiamonds sont tout à fait économiques et ont été déjà produits en série comme composants de lubrification pour des automobiles et pour l'usage dans l'électronique, » fuite ajoutée de Robert, un étudiant de troisième cycle dans le groupe de recherche de Ho et l'auteur important de l'article.
Dans le domaine de la chimiothérapie localisée, l'équipe espère que cette technologie apportera les nouveaux niveaux de l'efficacité de traitement qui peuvent compléter la chimiothérapie injectée pour réduire des dosages et pour diminuer des effets secondaires dévastateurs.
En raison du biocompatibility prouvé et mettez en parallèle massivement les capacités de dépôt de parylénique, les chercheurs sont engagés dans des épreuves précliniques du parylénique nanodiamond-encastré.