211service.com
Styra piller säkert
Att kontrollera ett piller när det rör sig genom en patients kropp kan låta läkare leverera läkemedel till exakt rätt plats - till exempel en tumör i tjocktarmen.
Svälj detta: En magnet i kapseln som visas här låter forskare kontrollera kapselns position i matsmältningskanalen. Detta kan leda till mer exakta läkemedelsleveransmetoder.
Forskare vid Brown University har visat ett sätt att säkert kontrollera ett manövrerbart piller och se när det passerar genom mag-tarmkanalen.
Förutom att leta efter spår i en patients blodomlopp är det svårt för läkare att avgöra om ett läkemedel har levererats korrekt. Du kan ta röntgenbilder [av märkta piller], men du kan aldrig riktigt veta vilken tid läkemedlet släpptes, säger Edith Mathiowitz , en docent i medicinsk vetenskap och ingenjörskonst vid Brown University och huvudutredare på projektet. Mathiowitz team, som fokuserar på att skapa bättre teknik för läkemedelsleverans, byggde ursprungligen ett magnetiskt spårningssystem för att observera piller när de passerar genom kroppen. Men forskarna insåg snart att de också kunde kontrollera pillren.
Det vi utvecklade kan vara extremt användbart för att förbättra biotillgängligheten för läkemedel som har till och med smala terapeutiska fönster, säger Mathiowitz och syftar på läkemedel som endast absorberas i specifika regioner i mag-tarmkanalen. Du kan använda det på två sätt: ett retentionssystem för magen [för att säkerställa att patienten får den önskade dosen] och för lokalisering i specifika regioner i mag-tarmkanalen – regioner som är mycket svåra att nå.
I experiment flyttade Mathiowitz team piller genom magar och tarmar på råttor. De utvecklade ett system för att mäta och kontrollera kraften mellan en en millimeter lång magnet i pillret och en stor extern magnet som används för att kontrollera dess rörelse. Systemet flyttar automatiskt den externa magneten närmare eller längre från pillrets magnet för att bibehålla den minsta kraft som kommer att manipulera pillret och undvika skador på djurets tarm eller mage.
Andra forskargrupper har visat att kapslar kan manipuleras inuti kroppen magnetiskt, men de har inte fokuserat på att minimera kraften som används, förklarar Bryan Laulicht, första författare till forskningsuppsatsen som beskriver arbetet, publicerad i dag i onlineupplagan av tidskriften. Proceedings of the National Academy of Sciences . Den rådande tanken var att använda så mycket våld som möjligt, säger han. Vår verkliga strävan var att betona säkerheten.
Piller spårning: Ett nytt system kontrollerar noggrant positionen för ett magnetiskt piller (inringat i vitt) inuti en råttas matsmältningskanal.
P-pillret som utvecklats på Brown har ungefär samma storlek och form som en Tylenol-kapsel och innehåller en magnet och en reservoar för att hålla läkemedel och mikroskopiska järnpartiklar, som dyker upp på röntgen.
I djurexperimenten placerades den styrande magneten bredvid råttan, tillsammans med en anordning för att mäta kraften mellan de två magneterna - en liten fribärare som böjer sig som svar på kraft och är känslig nog att upptäcka bara 0,01 gram massa. Förändringarna i den fribärande strålen matades in i en dator 10 gånger i sekunden, och den styrande magneten rörde sig automatiskt som svar. Teamet härledde den minsta kraft som behövdes från beräkningar av de normala trycken som uppstår under matsmältningen och kunde hålla det magnetiska pillret i råttans tunntarm i 12 timmar. Teamet använde en röntgenapparat för att spåra p-piller hos råttan.
Jag tror att detta är ett bra sätt för ett mer kontrollerat läkemedelsleveranssystem, säger Frank Volke, chef för en forskargrupp vid Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering i ankt Ingbert, Tyskland som utvecklar liknande teknik. Volkes grupp skapade ett piller som innehåller en kamera som kan styras magnetiskt, och hans grupp hoppas kunna utveckla ett läkemedelsleveranssystem också. Andra experimentella tillvägagångssätt för att kontrollera rörelser av piller inkluderar att använda små robotfötter och använda moduler som självmonteras inuti kroppen.
Piller med långsam frisättning, belagda med en kemikalie som styr hastigheten med vilken läkemedlet dispenseras, har funnits ett tag, men ett sätt att styra ett piller skulle ge mer flexibilitet till den typen av medicin, säger Maysam Ghovanloo , en biträdande professor vid Georgia Institute of Technology, som utvecklar ett smart piller som övervakar läkemedelsefterlevnad. Han föreslår att övervakning av magnetiska fält, snarare än att använda röntgen, i slutändan kan göra det säkrare att övervaka p-pillrets position. Laulicht säger att de planerar att så småningom övergå till ett magnetiskt spårningssystem.
Moses Goddard , en allmän kirurg och docent vid Brown University som inte var involverad i arbetet, säger att det är en spännande förfining av verktyg för att förbättra magnetiska styrtekniker. Även om det inte finns några FDA-godkända magnetiska vägledningstekniker för användning med läkemedel, säger Goddard att ett sådant tillvägagångssätt kan hjälpa till att behandla sjukdomar som sträcker sig från diabetes till Crohns sjukdom. Den magnetiska studien kommer att ge oss ett mycket bättre grepp om hur man använder och manipulerar magnetiska krafter säkert och effektivt för att styra piller till områden i tarmen dit vi vill att de ska gå och stanna under en kontrollerbar tid, säger Goddard. Det kommer att vara särskilt användbart för att ta reda på hur man vägleder relativt stora piller till specifika områden av intresse.
Metin Sitti , docent i teknik vid Carnegie Mellon University som arbetar med robotpiller, säger att forskningen är mycket lovande i betydelsen medicinska tillämpningar av obundna magnetiska kapslar.
Det kommer att ta lite tid innan en sådan teknik kommer att vara säker att använda på människor. Dessutom skulle kosten och den yttre omgivningen behöva kontrolleras noggrant för att säkerställa att inga oväntade magnetiska krafter spelar in. Men Laulicht säger att systemet potentiellt kan känna igen om en annan magnet ändrar kraften som appliceras på ett piller, och till och med motverka det. I slutändan tror jag att det här skulle kunna användas i en öppenvårdsmiljö, säger han.
Om enheten så småningom anpassas och godkänns för mänsklig användning, skulle den förmodligen endast användas i extrema fall, som mag-tarmcancer eller inflammatorisk tarmsjukdom för vilka andra terapier har misslyckats, säger Laulicht. Teamets nästa steg är att försöka använda det med riktiga droger och att testa det på större djur.