L'hydrogel injectable, «auto-cicatrisant» peut offrir une forme plus simple de délivrance de médicaments à long terme


L'hydrogel injectable, «auto-cicatrisant» peut offrir une forme plus simple de délivrance de médicaments à long terme

Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications Révèle comment les scientifiques ont créé un hydrogel injectable qui peut administrer des médicaments sur des périodes spécifiques, ce qui élimine l'implantation chirurgicale requise avec les hydrogels existants. Les chercheurs disent que le nouvel hydrogel pourrait aider à traiter un certain nombre de maladies, y compris la dégénérescence maculaire, les maladies cardiaques et le cancer.

Ces images montrent la structure de l'hydrogel nouvellement créé à différents grossissements.

Crédit d'image: Mark Tibbitt

L'utilisation de gels pour livrer des médicaments est une zone d'intérêt croissante pour les chercheurs. Alors que les solutions liquides classiques permettent de disperser les médicaments dans tout le corps tout de suite, les solutions à base de gel peuvent libérer des médicaments pendant de longues périodes.

En outre, les gels peuvent être moulés dans certaines formes, ce qui permet l'administration de médicaments à des parties spécifiques du corps. Mais il existe un problème avec les gels actuels de délivrance de médicaments; Une fois moulés, ils ne peuvent être remodelés, ce qui signifie qu'ils doivent souvent être implantés avec une intervention chirurgicale.

L'équipe de recherche - co-dirigée par Mark Tibbitt de l'Institut Koch pour la recherche intégrée du cancer au Massachusetts Institute of Technology (MIT) - a mis en place pour s'attaquer à ce problème.

Hydrogel en nanoparticules contenant des polymères et en cellulose

Selon Tibbitt et ses collègues, les chercheurs ont déjà créé des hydrogels de délivrance de médicaments utilisant des liaisons chimiques entre des polymères - longues chaînes de molécules - irréversibles.

Les chercheurs notent que si ces gels sont extrêmement résistants - une caractéristique nécessaire pour résister à une utilisation à long terme - il peut être très difficile de modifier leur forme une fois qu'ils sont moulés.

Dans le passé, les scientifiques ont tenté de s'attaquer à cette question en développant des protéines qui se rassemblent en hydrogels par elles-mêmes, mais l'équipe MIT affirme qu'un tel processus est complexe. Dans leur étude, ils ont adopté une approche plus simple.

Les chercheurs ont utilisé des nanoparticules constituées de copolymères de PEG-PLA, largement utilisés pour la délivrance de médicaments. Afin de former leur nouvel hydrogel, les chercheurs ont combiné ces copolymères PEG-PLA avec un autre polymère appelé cellulose.

Comme la plupart des nanoparticules ont une liaison faible avec des chaînes polymères, la liaison entre les nanoparticules et la cellulose contenant du copolymère PEG-PLA était lâche. En tant que tel, chaque connexion peut se ramollir sous contrainte physique, ce qui permet à l'hydrogel d'être injecté par une seringue.

Cependant, lorsqu'un tel stress est absent, les nanoparticules et la cellulose forment de nouvelles connexions, ce qui signifie que sa ténacité est restaurée.

"Maintenant, vous avez un gel qui peut changer de forme lorsque vous appliquez le stress, et puis, surtout, il peut ré-guérir lorsque vous détendez ces forces. Cela vous permet de le serrer à travers une seringue ou une aiguille et de l'introduire dans la Corps sans intervention chirurgicale ", explique Tibbitt.

Un nouvel hydrogel peut délivrer deux médicaments simultanément

L'équipe note que parce que l'hydrogel est composé de deux composants, il peut être utilisé pour délivrer deux médicaments différents simultanément.

Les copolymères de PEG-PLA ont la capacité de transporter et de délivrer des médicaments hydrophobes à petites molécules, comme ceux utilisés pour la chimiothérapie, tandis que les polymères comme la cellulose peuvent transporter des molécules hydrophiles, comme les anticorps et les facteurs de croissance - des médicaments qui stimulent la croissance cellulaire.

Lors de l'injection de l'hydrogel sous la peau de la souris, l'équipe a trouvé qu'il avait effectivement délivré un médicament hydrophobe et un médicament hydrophile sur une période de plusieurs jours.

Non seulement l'hydrogel peut-il offrir une distribution ciblée de médicaments, les chercheurs disent que chaque composant du gel peut être modifié afin que chaque médicament puisse être administré à des taux différents, ce qui signifie qu'il pourrait être adapté aux besoins individuels d'un patient.

L'équipe enquête actuellement sur la façon dont le nouvel hydrogel peut être utilisé pour administrer des médicaments anti-angiogéniques pour traiter la dégénérescence maculaire - une maladie de l'oeil qui touche plus de 10 millions de personnes aux États-Unis.

À l'heure actuelle, les patients atteints de dégénérescence maculaire reçoivent une injection mensuelle avec des médicaments anti-angiogenèse, qui fonctionnent en réduisant la croissance des vaisseaux sanguins perturbateurs de la vue. L'équipe MIT croit que le nouvel hydrogel pourrait être utilisé pour délivrer ces médicaments sur plusieurs mois, ce qui pourrait limiter le besoin d'injections.

Parce que le nouvel hydrogel peut fournir des facteurs de croissance, les chercheurs disent que cela pourrait également être efficace pour la réparation du tissu cardiaque endommagé suite à une crise cardiaque.

En outre, il pourrait être utilisé pour traiter les patients cancéreux suite à l'élimination chirurgicale des tumeurs. L'équipe explique que le gel pourrait être lié à un produit chimique qui attire les cellules cancéreuses restantes vers lui, aux côtés d'un médicament de chimiothérapie qui détruit les cellules cancéreuses, ce qui réduit le risque de récidive du cancer.

Le mois dernier, Medical-Diag.com Rapporté sur une autre étude publiée dans Nature Communications , Dans lequel les chercheurs ont détaillé le développement d'un mécanisme de libération de drogue déclenché par des nanoparticules.

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