Базирующаяся в Остине компания NanoMedical Systems Inc. и Хьюстонский методистский исследовательский институт (HMRI) также поддерживают пятилетний проект, в результате чего общий объем финансирования составил 1,92 миллиона долларов.Ранее сегодня Центр развития науки в космосе (CASIS) Космического центра Кеннеди во Флориде объявил о новых грантах для Houston Methodist и двух других учреждений.«Перспектива разработки и демонстрации имплантата для дистанционно управляемой доставки лекарств вдохновляет нас», — сказал главный исследователь и временный сопредседатель Департамента наномедицины Алессандро Граттони, доктор философии. «Если мы сможем показать, что технология работает in vivo и безопасна, это может иметь огромное влияние на доставку лекарств и уход за пациентами».
Президент и главный исполнительный директор HMRI Мауро Феррари, доктор философии является одним из главных исследователей проекта и помогает контролировать проект.Устройство Граттони, называемое наноканальной системой доставки или «nDS», представляет собой приземистый цилиндр шириной 18 мм.
Он содержит резервуар для лекарств и силиконовую мембрану, в которой размещены 615 342 канала размером до 2,5 нм. Размер и форма каналов позволяют контролировать высвобождение лекарств, а точность конструкции достигается с помощью нанотехнологических методов, разработанных Граттони и Феррари. Движение лекарства по каналам контролируется поверхностными электродами, которые «настраивают» скорость доставки лекарства.
Под резервуаром для лекарства находится батарея и электроника, которые можно активировать, чтобы влиять на скорость выхода лекарства через пористую мембрану. Электроды управляются с помощью радиочастотного пульта дистанционного управления.Устройство будет протестировано на моделях животных на борту Международной космической станции.
«Здесь устройство предоставит гибкие средства для контроля высвобождения лекарств там, где обращение с животными крайне ограничено», — сказал Граттони. «Кроме того, в условиях микрогравитации можно будет изучить устройство на быстрых и спонтанных моделях остеопороза и мышечной атрофии».Исследования на Земле in vitro и на животных моделях позволят изучить систему доставки лекарств и дистанционно контролируемое высвобождение лекарств.
«NDS позволит использовать телемедицину, сократив расходы, связанные с госпитализацией и поездками для лечения», — сказал Граттони. «И в соответствии с миссией CASIS, такая технология могла бы улучшить исследования других ученых на борту МКС. Мы также представляем себе другие приложения этой технологии, такие как военная неотложная помощь, доклинические исследования недавно открытых лекарств и уход за космонавтами на борту МКС. длительные космические полеты ".
Сегодня доступны три технологии, которые позволяют пациенту получать инфузии лекарств без посещения больницы или клиники. Среди них носимые внешние насосы, имплантируемые многослойные полимеры, высвобождающие лекарства по мере их разрушения, и имплантируемые устройства с металлическими воротами.По мнению Граттони, все три типа устройств имеют ограничения.
Внешние насосы могут нести риск инфицирования трансдермальных катетеров и могут быть неудобны. Полимеры, содержащие лекарственные средства, могут вызвать первоначальный всплеск высвобождения лекарственного средства, и их невозможно изменить после имплантации. Современные устройства на основе микрочипов могут не подходить для длительного лечения — несмотря на их большой объем, они имеют ограниченную емкость для хранения лекарств.И есть несколько причин, по которым врачи могут захотеть контролировать скорость доставки лекарств.
Показано, что некоторые схемы приема лекарств работают лучше или лучше переносятся, если их вводить регулярно, с перерывами с периодами отдыха между ними. Кроме того, смесь гормонов и других биологических мессенджеров меняет организм в течение дня, а исследования хронобиологии, проведенные Научным центром здоровья Техасского университета в Хьюстоне, физиологом окружающей среды Майклом Смоленским, доктором философии, и другими показали, что лекарства могут быть полезны. более эффективен при доставке в определенное время дня, например, только на рассвете и в сумерках. Наконец, врачи могут захотеть иметь возможность быстро прекратить или начать доставку лекарств в ответ на изменения в состоянии здоровья пациентов.
С NDS Grattoni это можно делать удаленно, что потенциально экономит время и улучшает результаты лечения пациентов.«Технология nDS существует, и в более ранних исследованиях, посвященных проверке концепции, уже было показано, что она работает достаточно хорошо», — сказал Граттони. «Теперь нам необходимо полностью подтвердить его исследования in vitro и in vivo перед клиническими испытаниями на людях».
До нынешней награды CASIS Граттони работал в партнерстве с NanoMedical Systems Inc. над разработкой технологии nDS.«Мы начали работать с доктором Граттони и доктором Феррари более семи лет назад, и сейчас мы коммерциализируем первое поколение наноканальных технологий с постоянным высвобождением с фармацевтическими компаниями», — сказал генеральный директор и соучредитель NanoMedical Systems Рэнди Гудолл, доктор философии. «Мы называем это« полет в пласте », поскольку мы предоставляем современные кремниевые наноканальные чипы, активируемые электродом, чтобы поддержать Methodist, ведущую это революционное исследование нового поколения, и подготовиться к коммерциализации результатов».