Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur NTU Singapur y la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR han demostrado que aplicar "presión temporal" a la piel de los ratones puede crear una nueva forma de administrar fármacos.
en un artículo publicado en avances científicos , los investigadores demostraron que juntar dos imanes para que pellizquen y apliquen presión a un pliegue de la piel, provocó cambios a corto plazo en la barrera cutánea y específicamente la formación de "microporos" debajo de su superficie.
En las pruebas, mostraron que estos microporos, de aproximadamente 3 micrómetros de área, permitían que los medicamentos aplicados en la superficie de la piel se difundieran a través de ella más fácilmente. Seis veces más cantidad de fármaco difundido a través de la piel de ratones con microporos en comparación cona la piel de ratones que no recibieron el tratamiento de presión temporal.
El autor principal del artículo, el Dr. Daniel Lio, quien realizó esta investigación como parte de su tesis doctoral en el Programa de Posgrado Interdisciplinario de la Escuela de Ingeniería Química y Biomédica de la NTU, dijo que si bien las agujas y las inyecciones de microagujas dañan la piel, los microporos pueden allanar elcamino hacia la administración transdérmica indolora de fármacos como la insulina.
"Nuestro proyecto de investigación se inspiró primero en la terapia 'tuina' de la medicina tradicional china, en la que los médicos frotan y aplican presión sobre la piel y el tejido muscular y aplican una pomada tópica", explicó el Dr. Lio, que ahora trabaja en el Enterprise Group de A * STAR.
Yendo un paso más allá, el equipo conjunto que incluyó al profesor David Laurence Becker de la Facultad de Medicina NTU Lee Kong Chian y el Instituto de Investigación de la Piel de Singapur; el profesor asociado Wang Xiaomeng de la Facultad de Medicina Lee Kong Chian de la NTU y el profesor asistente Xu Chenjiede la Escuela de Ingeniería Química y Biomédica, probaron la administración de insulina a través de la piel de ratones utilizando el nuevo método.
Reducir el daño y el dolor de la piel por administrar medicamentos a través de la piel
Los resultados experimentales mostraron que las nanopartículas y la insulina se administraron eficazmente a través de la piel de los ratones, en masas moleculares de hasta 20.000 daltons.
Esta masa es 40 veces la más grande reportada actualmente en la literatura científica para la administración transdérmica de medicamentos es decir, a través de parches, que es de 500 daltons.
La cantidad de fármaco administrada mediante el método de presión temporal también fue comparable a la cantidad administrada por un parche de microagujas: docenas de agujas más pequeñas que el ancho de un cabello humano hechas de compuestos biocompatibles, comúnmente utilizados para administrar pequeñas cantidades de medicamentos a través dela piel con el tiempo.
En comparación con la inyección convencional en la que se debe penetrar la piel y existe el riesgo de un efecto de hipoglucemia, cuando la insulina inyectada actúa demasiado rápido y el paciente se marea, el nuevo método puede administrar medicamentos lentamente con el tiempo sinrompiendo la piel, causando menos dolor.
En experimentos, el equipo también descubrió que con su método, se observó que las células de la capa de la piel epidermis tenían un aumento en el número de "uniones gap" y una reducción en "uniones estrechas". Estas uniones controlan la cantidadde moléculas que se entregan entre las células: si hay una mayor expresión de uniones gap, se pueden entregar más moléculas a través de la barrera celular, mientras que las uniones estrechas restringen el movimiento extracelular de las moléculas.
En los experimentos con animales, se utilizaron dos imanes para aplicar presión sobre la piel dorsal del ratón durante 1 o 5 minutos, dependiendo de la rapidez con la que se necesita la administración del fármaco, antes de retirarlo y luego el fármaco se aplica tópicamente como una crema.
El equipo planteó la hipótesis de que para los medicamentos que deben administrarse más lentamente o en dosis más pequeñas, 1 minuto sería suficiente, mientras que para que los medicamentos se administraran más rápido, se necesitarían más microporos, por lo tanto, se necesitarían 5 minutos.
A continuación, se dejó el fármaco durante 12 horas antes de obtener imágenes de la piel con microscopía fluorescente para ver hasta qué punto el fármaco había penetrado a través de la piel.
El equipo comparó tres tipos de piel: piel que recibió tratamiento de presión, piel que no lo recibió y piel que recibió medicamentos a través de microagujas.
La piel que recibió tratamiento con presión recibió cantidades similares de fármaco administradas a través de la piel a las que se encuentran con un parche de microagujas, mientras que la piel que no recibió el tratamiento con presión recibió una cantidad significativamente menor de fármaco.
También se observó que los microporos desaparecían un día después de su formación, lo que sugiere que las células de la piel han llenado los espacios.
El profesor Becker, cuya experiencia en investigación se centra en la reparación y regeneración de tejidos, dijo que su artículo destacó el potencial de utilizar este método, que podría aliviar la necesidad de que los pacientes con diabetes se inyecten insulina varias veces al día con agujas y jeringas convencionales.
"Los pacientes que tienen que inyectarse drogas a diario, como la insulina, se preguntan constantemente si existe otra forma de administrar sus medicamentos que no implique dañar o penetrar la piel. Nuestros nuevos hallazgos son prometedores para ellos y esperamos quepuede perfeccionar este método para que algún día sea posible administrar suficientes medicamentos a través de la piel a través de un parche y deshacerse de sus inyecciones diarias ", agregó el profesor Becker.
Este proyecto multidisciplinario, apoyado por el Instituto de Investigación de la Piel de Singapur SRIS, una colaboración entre A * STAR, el Centro Nacional de la Piel NSC y NTU, tomó dos años y continúa.
También cuenta con el respaldo de múltiples subvenciones de varias agencias, que incluyen A * STAR, SRIS y el Consejo Nacional de Investigación Médica.
Desde entonces, el equipo ha presentado una patente para un dispositivo de presión, que parece una pinza de tornillo de banco para la piel, a través de la empresa empresarial y de innovación de NTU, NTUtive, y actualmente está llevando a cabo más experimentos para perfeccionar el mecanismo de administración de fármacos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Nanyang . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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