Pametne spužve dostavljaju lijekove samo tamo gdje su potrebni

pametne-spuzve-720x503Biomedicinski znanstvenici i inženjeri izumili su tzv. ‘pametnu’ spužvu koja se može napuniti lijekom koji se otpušta onda kada i gdje je najpotrebnije.

Medicina oduvijek pokušava otkriti neki čudotvorni lijek, no neki od njih imat će ograničenu uporabu bez jednako čudotvornog sustava dopremanja lijeka tamo gdje je stvarno potreban. Napredna znanost o materijalima mogla bi otkriti način za ‘isporuku’ lijekova s visokom točnošću kada injekcije to ne uspijevaju. Biomedicinski znanstvenici i inženjeri sa Sveučilišta u Sjevernoj Karolini udružili su snage kako bi pronašli rješenje. Naime, izumili su tzv. ‘pametnu’ spužvu koja se može napuniti lijekom koji se otpušta onda kada i gdje je najpotrebnije.

Okrugle spužve su mikroskopske veličine – u promjeru tek 250 mikrometara, a mogu biti i puno manje – do 0.1 mikrometra. Najvećim dijelom napravljene su od polimera pod nazivom hitozan. Ovaj materijal ne pojavljuje se u prirodi, ali se može jednostavno proizvesti iz hitina prisutnog kod školjkaša. U prošlosti se hitozan koristio za zaustavljanje krvarenja.

Dugi polisaharidski lanac hitozana tvori matriks u kojem su uključene male, porozne nanokapsule. Te se nanokapsule mogu dizajnirati tako da reagiraju na prisutnost nekog vanjskog sastojka. Istraživači su testirali pametne spužve s inzulinom i u tom su slučaju nanokapsule sadržavale glukoza oksidazu.

Povećavanje razine glukoze u krvi pacijenta s dijabetesom pokreće nanokapsule u pametnoj spužvi. Zbog toga se otpuštaju vodikovi ioni koji se vežu za niti hitozana u matriksu i daju mu pozitivan naboj. Ove niti pozitivnog naboja počinju se odvajati poput magneta istog pola. Niti se nastavljaju pomicati sve dok otvori u matriksu ne postanu dovoljno veliki da se inzulin otpusti u krv.

Ovaj se proces ograničava sam. Kako se razina glukoze u krvi smanjuje nakon otpuštanja inzulina, nanokapsule se deaktiviraju, a pozitivni naboj raspršuje. Bez svih tih vodikovih iona, hitozan se može ponovno spojiti kako bi inzulin ostao unutra. Hitozan se na kraju razgrađuje i tijelo ga apsorbira, tako da nema dugoročnih posljedica na zdravlje.

Najbolji način za liječenje dijabetesa je, smatraju stručnjaci, sustav koji će dostavljati inzulin kada je potrebno, a ne po utvrđenom rasporedu. Pametne spužve obnavljaju funkcionalnost stanica koje proizvode inzulin u zdravih osoba.

Dijabetes je tek prva bolest za koju se ove spužve primjenjuju, no postoji cijeli niz bolesti koje se mogu liječiti ovom tehnologijom. Ako znanstvenici pronađu odgovarajući enzim koji reagira na markere bolesti, mogli bi još učinkovitije primijeniti lijek. Zapravo, znanstvenici sa Sveučilišta u Sjevernoj Karolini smatraju da se rak može liječiti bez sustava aktivacije enzima.

Tumori se uglavnom nalaze u vrlo kiselom okruženju, što znači puno slobodnih vodikovih iona, a upravo to je ono što enzim oksidaza proizvodi u ‘dijabetičkoj’ pametnoj spužvi. Sukladno tome, spužva napunjena malim količinama kemoterapijskih lijekova mogla bi automatski otpustiti sastojke na mjesta gdje se nalaze stanice raka.

Tim znanstvenika imao je uspjeha u liječenju dijabetesa kod miševa, što znači da je ovo više od hipotetičke metode liječenja. Sljedeće pitanje koje valja postaviti tiče se učinkovitosti ove metode – je li dovoljno dobra da zamijeni injekcije? O tome se još uvijek vode rasprave.

Izvor: ExtremeTech

Izvor: http://znanost.geek.hr/clanak/cudotvorni-sustav-pametne-spuzve-dostavljaju-lijekove-samo-tamo-gdje-su-potrebni/#ixzz2b5A11Cj7

Leave a Comment