Pilulky na řízení bezpečně

Ovládání pilulky, když se pohybuje tělem pacienta, může lékařům umožnit doručit léky přesně na správné místo – například do nádoru v tlustém střevě.

Spolkněte toto: Magnet ve zde zobrazené kapsli umožňuje výzkumníkům ovládat polohu kapsle v trávicím traktu. To by mohlo vést k přesnějším metodám podávání léků.

Vědci z Brown University prokázali způsob, jak bezpečně ovládat ovladatelnou pilulku a sledovat, jak prochází gastrointestinálním traktem.

Kromě hledání stop v pacientově krevním řečišti je pro lékaře těžké říci, zda byl lék podán správně. Můžete udělat rentgenové snímky [označených pilulek], ale nikdy nemůžete skutečně vědět, kdy byl lék uvolněn, říká Edith Mathiowitzová , docent lékařské vědy a inženýrství na Brown University a hlavní řešitel projektu. Mathiowitzův tým, který se zaměřuje na vytváření lepších technologií pro dodávání léků, původně sestrojil magnetický sledovací systém pro pozorování pilulek, jak procházejí tělem. Vědci si ale brzy uvědomili, že mohou ovládat i prášky.

To, co jsme vyvinuli, by mohlo být extrémně užitečné pro zlepšení biologické dostupnosti léků, které mají dokonce úzká terapeutická okna, říká Mathiowitz s odkazem na léky, které jsou absorbovány pouze ve specifických oblastech gastrointestinálního traktu. Můžete jej použít dvěma způsoby: retenčním systémem pro žaludek [pro zajištění, že pacient dostane požadovanou dávku] a pro lokalizaci ve specifických oblastech gastrointestinálního traktu – oblastech, které jsou velmi těžko dostupné.

V experimentech Mathiowitzův tým pohyboval pilulkami přes žaludky a střeva krys. Vyvinuli systém pro měření a ovládání síly mezi jeden milimetr dlouhý magnet uvnitř pilulky a velkým vnějším magnetem používaným k ovládání jejího pohybu. Systém automaticky přesune vnější magnet blíže nebo dále od magnetu pilulky, aby udržoval minimální množství síly, která bude manipulovat s pilulkou, aby nedošlo k poškození střeva nebo žaludku zvířete.

Jiné výzkumné skupiny ukázaly, že s kapslemi lze manipulovat uvnitř těla magneticky, ale nezaměřili se na minimalizaci použité síly, vysvětluje Bryan Laulicht, první autor výzkumné práce popisující práci, která byla dnes zveřejněna v online vydání časopisu. Proceedings of the National Academy of Sciences . Převládající myšlenka byla použít co nejvíce síly, říká. Naším skutečným tlakem bylo klást důraz na bezpečnost.

Sledování pilulek: Nový systém pečlivě kontroluje polohu magnetické pilulky (bíle zakroužkované) uvnitř trávicího traktu potkana.

Pilulka vyvinutá v Brownu má přibližně stejnou velikost a tvar jako tobolka Tylenolu a obsahuje magnet a nádržku na léky a mikroskopické částice železa, které se objeví na rentgenovém snímku.

Při pokusech na zvířatech byl ovládací magnet umístěn vedle krysy spolu se zařízením pro měření síly mezi dvěma magnety - malým nosníkem, který se ohýbá v reakci na sílu a je dostatečně citlivý, aby detekoval pouze 0,01 gramu hmoty. Změny v konzolovém paprsku byly přenášeny do počítače 10krát za sekundu a řídicí magnet se v reakci automaticky pohyboval. Tým odvodil minimální potřebnou sílu z výpočtů normálních tlaků, ke kterým dochází během trávení, a byl schopen udržet magnetickou pilulku v tenkém střevě krysy po dobu 12 hodin. Tým použil rentgenový přístroj ke sledování pilulky u krysy.

Myslím, že je to dobrý způsob pro více kontrolovaný systém dodávání léků, říká Frank Volke, vedoucí výzkumného týmu z Fraunhoferova institutu pro biomedicínské inženýrství v ankt Ingbert v Německu, který vyvíjí podobnou technologii. Volkeho skupina vytvořila pilulku obsahující kameru, kterou lze ovládat magneticky, a jeho skupina doufá, že také vyvine systém na dodávání léků. Další experimentální přístupy k ovládání pohybu pilulek zahrnují použití malých robotických nohou a použití modulů, které se samy sestavují uvnitř těla.

Pilulky s pomalým uvolňováním, potažené chemickou látkou, která řídí rychlost, jakou je lék vydáván, existují již nějakou dobu, ale způsob, jak řídit pilulku, by tomuto typu léků dodal větší flexibilitu, říká Maysam Ghovanloo , odborný asistent na Georgia Institute of Technology, který vyvíjí chytrou pilulku, která monitoruje dodržování léků. Navrhuje, že sledování magnetických polí, spíše než pomocí rentgenového záření, by mohlo být nakonec bezpečnější sledovat polohu pilulky. Laulicht říká, že plánují nakonec přechod na magnetický sledovací systém.

Mojžíš Goddard , všeobecný chirurg a docent na Brownově univerzitě, který se na práci nepodílel, říká, že jde o zajímavé zdokonalení nástrojů pro zlepšení technik magnetického navádění. I když neexistují žádné technologie magnetického navádění schválené FDA pro použití s ​​léky, Goddard říká, že takový přístup by mohl pomoci léčit nemoci od cukrovky po Crohnovu chorobu. Magnetická studie nám poskytne mnohem lepší přehled o tom, jak bezpečně a efektivně používat magnetické síly a manipulovat s nimi, abychom navedli pilulky do oblastí střeva, kam chceme, aby šly a zůstaly po kontrolovatelnou dobu, říká Goddard. Bude to užitečné zejména pro zjištění, jak navést relativně velké pilulky do konkrétních oblastí zájmu.

Metin Sitti , docent inženýrství na Carnegie Mellon University, který pracuje na robotických pilulkách, říká, že výzkum je velmi slibný ve smyslu lékařských aplikací nepřipoutaných magnetických kapslí.

Než bude použití takové technologie u lidí bezpečné, bude to nějakou dobu trvat. A co víc, strava a vnější prostředí by musely být pečlivě kontrolovány, aby se zajistilo, že do hry nevstoupí žádné neočekávané magnetické síly. Ale Laulicht říká, že systém by mohl potenciálně rozpoznat, zda jiný magnet měnil sílu působící na pilulku, a dokonce by tomu mohl čelit. Nakonec si myslím, že by to mohlo být použito v ambulantním prostředí, říká.

Pokud bude zařízení nakonec přizpůsobeno a schváleno pro použití u lidí, bylo by pravděpodobně použito pouze v extrémních případech, jako je rakovina trávicího traktu nebo zánětlivá onemocnění střev, u kterých jiné terapie selhaly, říká Laulicht. Dalšími kroky týmu je zkusit to použít se skutečnými drogami a otestovat to na větších zvířatech.

skrýt