Forscher entwerfen minimal invasives medizinisches Implantat

Southwest Research Institute (SwRI) und die Universität von Texas in San Antonio (UTSA) entwickeln ein 3D-gedrucktes Implantat, das, wenn es in den Körper eines Patienten injiziert wird, eine personalisierte Dosis von Medikamenten zur Behandlung von Infektionen und Krankheiten wie Arthritis, Krebs und AIDS. Das Projekt, geleitet von Albert Zwiener von SwRIs Chemistry and Chemical Engineering Division und Dr. Lyle Hood vom UTSA College of Engineering, wird durch einen 125.000 $ Zuschuss aus dem Programm Connecting through Research Partnerships (Connect) unterstützt.

Damit ein Medikament wirksam ist, müssen die Patienten eine Mindestmenge einnehmen, aber nicht so viel, dass sie krank werden oder es ernsthaften Schaden anrichten. Als Folge dieser Einschränkungen muss jemand, der häufige Dosen eines bestimmten Medikaments benötigt, entweder täglich eine Pille einnehmen oder einen Arzt zur Behandlung aufsuchen. Um Abhilfe zu schaffen, arbeitet das SwRI-UTSA-Team daran, ein implantierbares Gerät zu entwickeln, das über mehrere Wochen hinweg eine kontrollierte, personalisierte Medikamentendosis abgeben kann.

“Das Implantat spricht die Krankheit eines bestimmten Patienten zusätzlich zu ihrer medizinischen Geschichte und anderen Gesundheitsproblemen an”, sagte Zwiener. “Wir injizieren dieses nicht-invasive Gerät in den Körper, um Medikamente über einen längeren Zeitraum zu verabreichen.”

Das Design, das Zwiener und Hood zusammen mit der UTSA-Forschungsassistentin Priya Jain entwickelten, beinhaltet komplexe Geometrien, um jedes Gerät an das Leiden einer Person anzupassen, und nutzt das selektive Timing und die Freisetzung der Zusammensetzung. Das Team wird das Gerät mit einem speziellen 3D-Drucker bei UTSA erstellen, der biologisch abbaubare Materialien bedrucken kann. Dies macht das Entfernen des Implantats unnötig, da es sich einfach im Körper auflöst, wenn die Behandlung abgeschlossen ist.

Das Implantat wurde auch entwickelt, um eine lokale Immuntherapie für Krebsbehandlungen auszulösen. Die Immuntherapie fordert den Körper auf, Krebstumore anzugreifen. Das SwRI-UTSA-Team glaubt, dass die lokalisierten Behandlungsmöglichkeiten des Geräts den Körper dazu veranlassen können, den invasiven Krebs zu zerstören.

“Klinisch übersetzt, würde dies Ärzten und Apothekern ermöglichen, spezifische Dosierungen zu drucken, um die Bedürfnisse des Patienten zu erfüllen”, sagte Hood. “In der Immuntherapie verwenden die meisten Strategien eine systemische Zirkulation über eine intravenöse Leitung, ähnlich wie bei einer Chemotherapie. Dies kann zu Problemen mit Immunreaktionen führen, die weit entfernt von dem beabsichtigten Ziel liegen. Wir hoffen, dass wir durch die lokale Bereitstellung akuter Effekte auf die erkrankte Region beschränken können. ”

Obwohl das Implantat ideal für die Krebsbehandlung ist, ist es so konzipiert, dass es medikamentenfrei ist. Das bedeutet, dass es mit jeder Art von Medikament zusammenwirken kann und einen signifikanten Einfluss auf eine Vielzahl von Krankheiten und Beschwerden haben kann.

Das Programm “Connecting-through-Research-Partnerships”, das vom Büro des Vizepräsidenten für Forschung, wirtschaftliche Entwicklung und Wissensunternehmen der UTSA und dem Exekutivbüro der SwRI gesponsert wird, bietet eine Fördermöglichkeit, um die wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen den beiden Institutionen zu verbessern und die Forschungsfinanzierung von UTSA und SwRI basiert auf campusübergreifenden Kooperationsprogramme zu erhöhen.