Forskare från North Carolina State University och University of North Carolina vid Chapel Hill har utvecklat en läkemedelsleveransteknologi som består av ett elastiskt plåster som kan appliceras på huden och kommer att frigöra läkemedel när plåstret sträcks ut.

Till exempel, om den appliceras på armbågen, plåstret skulle släppa ut ett läkemedel när armbågen böjer och sträcker ut plåstret.

"Detta kan användas för att frigöra smärtstillande medel när en patient med artritiska knän går på promenad, eller att frigöra antibakteriella läkemedel gradvis när människor rör sig under en dag, "säger Zhen Gu, co-senior författare till en artikel som beskriver arbetet och en biträdande professor i det gemensamma biomedicinska ingenjörsprogrammet vid NC State och UNC-Chapel Hill.

Tekniken består av en elastisk film som är översållad med biokompatibla mikrokapslar. Dessa mikrokapslar, i tur och ordning, är packade med nanopartiklar som kan fyllas med droger.

Så här fungerar det:Mikrokapslarna sticker ut halvvägs ur filmen, på sidan av filmen som berör en patients hud. Läkemedlen läcker långsamt ut ur nanopartiklarna och lagras i mikrokapslarna. När den elastiska filmen sträcks, det sträcker också mikrokapslarna - förstorar ytan på mikrokapseln och klämmer effektivt ut en del av det lagrade läkemedlet på patientens hud, där det kan absorberas.

"När mikrokapseln sträcks från vänster till höger, det komprimeras också från botten till toppen, " säger Yong Zhu, co-senior författare till uppsatsen och en docent i mekanisk och rymdteknik vid NC State. "Den kompressionen hjälper till att trycka ut läkemedlet ur mikrokapseln."

Efter att ha sträckts ut, mikrokapseln "laddas om" av de läkemedel som fortsätter att läcka ut ur nanopartiklarna.

"Detta kan användas för att applicera läkemedel direkt på platser på huden, som att applicera anticancermediciner på melanom eller applicera tillväxtfaktorer och antibiotika för sårläkning, säger Jin Di, medledande författare och doktorand i Gu's lab.

Forskarna inkorporerade också mikronålar i systemet, applicera dem ovanpå mikrokapslarna. I denna konfiguration, drogerna kan pressas genom mikronålarna. Mikronålarna är tillräckligt små för att vara smärtfria, men tillräckligt stor för att läkemedel ska kunna diffundera in i blodomloppet genom små kapillärer under huden. "Detta utökar utbudet av läkemedel som kan användas med tekniken, " säger Shanshan Yao, medförfattare och doktorand i Zhu's lab.

"Vi undersöker nu hur det här verktyget kan användas för att använda läkemedel effektivt och effektivt för att bränna patienter, och vi planerar att titta på hur detta kan användas för smärtlindring också, "Säger Gu.

"Materialen är relativt billiga, och tillverkningsprocessen är ganska enkel, så vi är optimistiska att detta kan skalas upp på ett kostnadseffektivt sätt, " säger Zhu.

Pappret, "Stretch-utlöst läkemedelsleverans från bärbara elastomerer som innehåller terapeutiska depåer, "publiceras online i tidskriften ACS Nano. Medförfattare inkluderar Yanqi Ye och Jicheng Yu från det gemensamma biomedicinska ingenjörsprogrammet, och Zheng Cui och Tushar Ghosh från staten NC.

Arbetet stöddes av American Diabetes Association, ett pilotbidrag från UNC Chapel Hill's NC TraCS Institute, och av National Science Foundation genom ASSIST Engineering Research Center i NC State.