Läkare kan snart administrera en hel behandlingskur för livshotande tillstånd med en 3-D-tryckt kapsel som kontrolleras av magnetfält tack vare framsteg som gjorts av forskare från University of Sussex.

Ingenjörer och läkemedelsforskare från University of Sussex och University of Texas i Austin har utvecklat ett utlösningsbart och fjärrkontrollerbart system för läkemedelstillförsel på begäran.

Med hjälp av 3-D-utskriftsteknik och magnetisk aktivering, forskare har kunnat bevisa konceptet med en läkemedelsfrisättning utlöst av magnetfält som kan hämma spridningen av cancerceller in vitro .

Medan forskningen är i sina inledande faser, forskarna arbetar mot ett system där det är möjligt att driva läkemedelsleveranssystemet mot önskad position i kroppen med hjälp av externa medel som permanentmagneter. Tekniken skulle göra det möjligt för ett läkemedel att appliceras nära lesionen.

Forskarna förutser att den riktade leveransen som det nya systemet erbjuder kan hjälpa till att eliminera skadliga biverkningar som orsakas av behandlingar som kemoterapi som skadar närliggande friska celler. Enheten erbjuder också en nivå av kontroll som skulle skydda mot olämplig dosering, vilket har blivit den främsta orsaken till biverkningar från läkemedelsbehandling.

Kejing Shi, doktorand vid University of Sussex School of Life Sciences och huvudförfattare till studien, sa:"Enheten erbjuder potential för personlig behandling genom att ladda ett visst läkemedel i en viss koncentration och släppa det inom olika doseringsmönster. Alla resultat bekräftade att enheten kan ge en säker, långsiktigt, utlösbart och återanvändbart sätt för lokaliserade sjukdomsbehandlingar som cancer."

Professor Ali Nokhodchi, chef för Pharmaceutics Research Lab vid University of Sussex School of Life Sciences och motsvarande författare till artikeln, sa:"Enheten ger ökad effektivitet och säkerhet genom optimal läkemedelsdistribution och absorption på den riktade platsen på (sub)cellulär nivå. Denna enhet har potential att användas i behandlingar för cancer, diabetes, smärta, och hjärtinfarkt som kräver variabel frisättningskinetik där patienter lider av obehag eller besvär om de för närvarande förlitar sig på oavstämbar monoton läkemedelsbehandling."

I studien, kommer att publiceras i augustiupplagan av Kolloider och ytor B:Biogränssnitt , en anordning innehållande anticancerläkemedlet 5-fluorouracil och sammansatt av en magnetisk polydimetylsiloxan (PDMS) svampcylinder och en 3-D-tryckt reservoar visade en hämmande effekt på Trex-celltillväxt.

Upprepade, lokaliserad läkemedelsfrisättning uppnåddes genom att slå på och av det applicerade magnetfältet. Att variera intensiteten på magnetfältet när det appliceras på enheten gör att den interna magnetiska svampen komprimeras i olika förhållanden, som frisätter olika mängder av läkemedlet.

In vitro cellkulturstudier visade ju starkare magnetfält som applicerades, ju högre frisättning av läkemedel och desto större hämmande effekter på Trex-celltillväxt.

Forskarna säger att den här typen av smart behandling kan vara tillgänglig för patienter på sjukhus inom ett decennium.

Dr Elizabeth-Rendon Morales, Universitetslektor i teknik vid University of Sussex School of Engineering and Informatics, sa:"Finjustering och karakterisering av enhetens prestanda gör att systemet kan släppa ut läkemedlet inom olika doseringsmönster. har potential att erbjuda personlig behandling."

Dr Rodrigo Aviles-Espinosa, en lektor i biomedicinsk teknik vid University of Sussex School of Engineering and Informatics, säger "Att avancera den här processen ytterligare, vi skulle kunna skapa olika fack i kapseln med olika svampar eller använda andra tekniker där de makroporösa svampegenskaperna kan skräddarsys för att hålla två eller flera ämnen utan att blandas, vilket kan ge mer komplexa behandlingsförlopp."