Доставка лекарств, запускаемая растяжением

Доставка лекарственного средства с помощью растяжения — это метод контролируемой доставки лекарственного средства, стимулируемой 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 стимулы , которые включают системы, реагирующие на pH , температуру и окислительно -восстановительный потенциал. Механические силы естественным образом возникают во всем человеческом теле, поэтому системы доставки лекарств, запускаемые при растяжении, могут использоваться для автономной доставки лекарств в организм, когда это необходимо. Использование автономных систем выдачи лекарств снижает такие последствия, как задержки в получении лечения и неточные дозировки. ^{[ 1 ]} Автономные системы высвобождения лекарств, вызываемые растяжением, применяются к таким лекарствам, как противомикробные препараты , сердечно-сосудистые препараты и противораковые препараты . ^{[ 1 ]} К этой системе доставки лекарств применимы и тераностические агенты , позволяющие одновременно лечить и диагностировать заболевания. ^{[ 2 ]}

Типы механических раздражителей

Сжатие , напряжение и сдвиг — три основных типа механических раздражителей. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Сила сжатия — это когда объект испытывает силы с двух сторон, идущие в противоположных направлениях, заставляя его сжиматься. Сила растяжения – это когда объект испытывает силы с двух сторон, направленные в противоположные стороны, заставляя его растягиваться. Силы сдвига — это когда на объект действуют силы, параллельные и действующие в противоположных направлениях. Ультразвук и магнитные поля также являются примерами механических сил. ^{[ 5 ]} В зависимости от механических раздражителей 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 стимулы

Механизм высвобождения лекарственного средства, который срабатывает при растяжении контактной линзы вследствие естественных движений глаз. ^{[ 6 ]}

В организме человека существуют естественные механические силы, такие как повышенное напряжение кровеносных сосудов из-за атеросклеротических бляшек . ^{[ 4 ]} Естественные механические силы в организме позволяют самостоятельно принимать лекарства. ^{[ 3 ]} Доставка лекарств в противораковой терапии, вызванная движением, достижима благодаря естественным силам, создаваемым движениями органов. ^{[ 7 ]} Были проведены исследования контактных линз, в которые предварительно загружено лекарство от глаукомы , которое высвобождается при растяжении контактной линзы во время естественных движений глаз. ^{[ 6 ]} Движение суставов используется для запуска выброса антибактериальных препаратов . в организм ^{[ 5 ]}

Приложения

Пример системы высвобождения лекарственного средства, запускаемой растяжением эластомера в результате сгибания пальца. ^{[ 7 ]}

Доставка лекарств с помощью растяжения имеет множество применений. Внутриклеточная трансфекция может быть достигнута с помощью систем доставки лекарств, реагирующих на механические стимулы. ^{[ 3 ]} Высвобождение лекарства можно контролировать с помощью триггеров, вызванных силами, испытываемыми организмом в результате ежедневных движений. ^{[ 4 ]} К полимерам были применены механические триггеры для высвобождения производных 2-фурилкарбонила, которые затем вызывают высвобождение молекулярного груза. ^{[ 8 ]} Применением систем доставки лекарств, запускаемых растяжением, является доставка химиотерапии, инициируемая расширением пищеводного стента. ^{[ 4 ]} Кроме того, возможно включение нескольких лекарств в автономные системы высвобождения лекарств, запускаемые растяжением, что позволяет высвобождать лекарства с помощью одних и тех же или разных сигналов. ^{[ 1 ]} Доставка лекарств, вызванная растяжением, также применяется к растягивающимся эластомерам , загруженным наночастицами , которые высвобождают лекарства из-за увеличенной площади поверхности. ^{[ 7 ]} Доставка лекарств, запускаемая растяжением, была применена к сердечно-сосудистой системе за счет использования гидрогелей с лекарственными средствами, которые приводят к усилению васкуляризации . ^{[ 5 ]} Исследование показало, что гидрогели, наполненные хинином, приводят к ограничению роста бактерий в результате воздействия растяжения. ^{[ 9 ]}

Ограничения

Из-за ограниченного количества исследований систем доставки лекарств, реагирующих на механическое воздействие, влияние механических сил на клетки остается неясным. ^{[ 10 ]} Текущие исследования систем доставки лекарств, запускаемых при растяжении, в основном включают исследования in vitro , поэтому in vivo . для дальнейшего улучшения знаний по этому предмету необходимы обширные исследования ^{[ 10 ]}^{[ 4 ]} Ограничением современной технологии является высвобождение лекарств при отсутствии триггеров растяжения и ограничении нагрузочных агентов. ^{[ 4 ]} Системы трансдермальной доставки лекарств могут включать в себя технологию, запускаемую растяжением, но эти устройства обычно используются для длительного введения, что делает перезагрузку лекарства предметом беспокойства. ^{[ 11 ]} Проблемы воздействия на окружающую среду также вызывают озабоченность, когда речь идет о трансдермальной доставке лекарств из-за отсутствия способности материала к биоразложению и связанных с этим электронных отходов. ^{[ 11 ]} Областью интересов в отношении устройств доставки лекарств, использующих естественные триггеры, является вариабельность физиологических параметров между людьми. ^{[ 11 ]} Это затрудняет установление стандарта того, что будет запускать эту технологию.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и 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 .
^ Jump up to: ^а ^б Ван, Юкай; Шим, Мин С.; Левинсон, Натаниэль С.; Сун, Син-Вэнь; Ся, Юнань (2014). «Стимул-реагирующие материалы для контролируемого высвобождения тераностических агентов» . Передовые функциональные материалы . 24 (27): 4206–4220. дои : 10.1002/adfm.201400279 . ПМК 4249693 . ПМИД 25477774 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д , Чжу, Юн; Гу , Чжэнь ( . Чжан, Юци; Ю , ) Цзичэн ; Бомба 2016 acs.chemrev.6b00369 . PMID 27680291
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Ван, Джулия; Каплан, Иона А.; Колсон, Иолонда Л.; Гринстафф, Марк В. (2017). «Механоотзывчивые материалы для доставки лекарств: использование сил для контролируемого высвобождения» . Обзоры расширенной доставки лекарств . 108 : 68–82. дои : 10.1016/j.addr.2016.11.001 . ПМЦ 5285479 . ПМИД 27856307 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Винчхи, Прекша; Равал, Шрути У.; Патель, Маюр М. (2021). «Системы доставки лекарств, реагирующие на внешние раздражители». Устройства доставки лекарств и терапевтические системы : 267–288. дои : 10.1016/b978-0-12-819838-4.00023-7 . ISBN 9780128198384 . S2CID 230566317 .
^ Jump up to: ^а ^б Дин, Сяоке; Бен-Шломо, Гил; Цюй, Лонг (2020). «Мягкие контактные линзы со встроенными микротрубками для устойчивой и самоадаптирующейся доставки лекарств для лечения глаукомы». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 12 (41): 45789–45795. дои : 10.1021/acsami.0c12667 . ПМИД 32960561 . S2CID 221861705 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Ди, Цзинь; Яо, Шаньци; Цуй, Чжэн; Гош, Тушар К.; Гу, Чжэнь (2015). ". ACS Nano . 9 (9): 9407–9415. doi : 10.1021/acsnano.5b03975 . PMID 26258579. "
^ Ху, Сяорань; Цзэн, Тянь; Хусик, Кори К.; Робб, Максвелл Дж. (2021). «Механически вызываемое высвобождение функционально разнообразных молекулярных полезных нагрузок из замаскированных производных 2-фурилкарбинола» . Центральная научная служба ACS . 7 (7): 1216–1224. doi : 10.1021/accentsci.1c00460 . ПМЦ 8323246 . ПМИД 34345671 .
^ Балланс, Уильям К.; Со, Ёнбом; Пэк, Кванхён; Шалифу, Мадлен; Ким, Донхён; Конг, Хёнджун (2018). «Растягивающийся антибактериальный гидрогель, активируемый большой механической деформацией» . Журнал контролируемого выпуска . 275 : 1–11. дои : 10.1016/j.jconrel.2018.02.009 . ПМИД 29427648 . S2CID 4468800 .
^ Jump up to: ^а ^б Ма, Сиюй; Ло, Чэн; Е, Эньи, Цзыбяо; Ву, Юнь-Лонг (2022) . системы доставки» . Nanoscale Advances . 4 (17): 3462–3478. Bibcode : ...4.3462M . doi : 10.1039/d2na00420h . PMC 9400598. 2022NanoA PMID 36134346 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Маниккат, Джьотсна; Субрамони, Дж. Ананд (2021). «На пути к доставке лекарств по замкнутому циклу: интеграция носимых технологий с системами трансдермальной доставки лекарств». Обзоры расширенной доставки лекарств . 179 : 113997. doi : 10.1016/j.addr.2021.113997 . ПМИД 34634396 . S2CID 238637743 .

[five-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и 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 .

[eleven-2] Jump up to: ^а ^б Ван, Юкай; Шим, Мин С.; Левинсон, Натаниэль С.; Сун, Син-Вэнь; Ся, Юнань (2014). «Стимул-реагирующие материалы для контролируемого высвобождения тераностических агентов» . Передовые функциональные материалы . 24 (27): 4206–4220. дои : 10.1002/adfm.201400279 . ПМК 4249693 . ПМИД 25477774 .

[one-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д , Чжу, Юн; Гу , Чжэнь ( . Чжан, Юци; Ю , ) Цзичэн ; Бомба 2016 acs.chemrev.6b00369 . PMID 27680291

[three-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Ван, Джулия; Каплан, Иона А.; Колсон, Иолонда Л.; Гринстафф, Марк В. (2017). «Механоотзывчивые материалы для доставки лекарств: использование сил для контролируемого высвобождения» . Обзоры расширенной доставки лекарств . 108 : 68–82. дои : 10.1016/j.addr.2016.11.001 . ПМЦ 5285479 . ПМИД 27856307 .

[eight-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Винчхи, Прекша; Равал, Шрути У.; Патель, Маюр М. (2021). «Системы доставки лекарств, реагирующие на внешние раздражители». Устройства доставки лекарств и терапевтические системы : 267–288. дои : 10.1016/b978-0-12-819838-4.00023-7 . ISBN 9780128198384 . S2CID 230566317 .

[seven-6] Jump up to: ^а ^б Дин, Сяоке; Бен-Шломо, Гил; Цюй, Лонг (2020). «Мягкие контактные линзы со встроенными микротрубками для устойчивой и самоадаптирующейся доставки лекарств для лечения глаукомы». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 12 (41): 45789–45795. дои : 10.1021/acsami.0c12667 . ПМИД 32960561 . S2CID 221861705 .

[six-7] Jump up to: ^а ^б ^с Ди, Цзинь; Яо, Шаньци; Цуй, Чжэн; Гош, Тушар К.; Гу, Чжэнь (2015). ". ACS Nano . 9 (9): 9407–9415. doi : 10.1021/acsnano.5b03975 . PMID 26258579. "

[nine-8] Ху, Сяорань; Цзэн, Тянь; Хусик, Кори К.; Робб, Максвелл Дж. (2021). «Механически вызываемое высвобождение функционально разнообразных молекулярных полезных нагрузок из замаскированных производных 2-фурилкарбинола» . Центральная научная служба ACS . 7 (7): 1216–1224. doi : 10.1021/accentsci.1c00460 . ПМЦ 8323246 . ПМИД 34345671 .

[ten-9] Балланс, Уильям К.; Со, Ёнбом; Пэк, Кванхён; Шалифу, Мадлен; Ким, Донхён; Конг, Хёнджун (2018). «Растягивающийся антибактериальный гидрогель, активируемый большой механической деформацией» . Журнал контролируемого выпуска . 275 : 1–11. дои : 10.1016/j.jconrel.2018.02.009 . ПМИД 29427648 . S2CID 4468800 .

[two-10] Jump up to: ^а ^б Ма, Сиюй; Ло, Чэн; Е, Эньи, Цзыбяо; Ву, Юнь-Лонг (2022) . системы доставки» . Nanoscale Advances . 4 (17): 3462–3478. Bibcode : ...4.3462M . doi : 10.1039/d2na00420h . PMC 9400598. 2022NanoA PMID 36134346 .

[four-11] Jump up to: ^а ^б ^с Маниккат, Джьотсна; Субрамони, Дж. Ананд (2021). «На пути к доставке лекарств по замкнутому циклу: интеграция носимых технологий с системами трансдермальной доставки лекарств». Обзоры расширенной доставки лекарств . 179 : 113997. doi : 10.1016/j.addr.2021.113997 . ПМИД 34634396 . S2CID 238637743 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]