Courtney Collins och Dr Park diskuterar optimala tekniker för partikelsyntes.
"Kolloidalt leveranssystem" och "nanopartikel" är förmodligen inte termer som du använder i dagliga interaktioner, men för UC:s Yoonjee Park, biträdande professor vid College of Engineering and Applied Science professor i biomedicinsk teknik, dessa ord är centrala i varje konversation som rör hennes spetsforskning om läkemedelsleveranser.
Ett relativt nyligen tillskott till universitetet, Park är en "toppbegåvad" utbildare som rekryterades för sitt ledarskap i en "hög inverkan, hög efterfrågan område" där universitetet vill fortsätta att positionera sig som en global ledare.
Det område där Park har etablerat sig som expert är studieområdet relaterat till skapandet och övervakningen av leveransfordon som transporterar medicin till specifika platser i kroppen.
Park blev först inspirerad att fortsätta denna kurs när hon såg biverkningarna av cancer och hur läkemedlen som används för att döda cancerceller också dödade andra delar av kroppen. Angående kemoterapi förklarar hon, "Om du injicerar läkemedlet intravenöst kan det gå var som helst och överallt, det är därför vi får biverkningar som håravfall."
Hon hoppades hitta ett sätt att skicka droger endast till det specifika område av kroppen som behövde behandlingen snarare än att oavsiktligt behandla (och skada) hela kroppen. Genom att göra detta, den medicinska behandlingen skulle vara effektivare och patienten skulle kunna förbli starkare under behandlingen.
När hon beskriver sitt arbete säger hon, "Vanligtvis använder jag nanopartiklar för läkemedelsleveranser, och vi kan fästa bild- och kontrastmedel på nanopartikeln [för att spåra partikeln]. Eller själva nanopartikeln är bilden och kontrastmedlet som gör ett komplex av bilden och kontrastmedlet med själva läkemedlet."
Förstoring av nanopartikelbubblor som administrerar läkemedelsbehandling när de är laseraktiverade.
Under tiden började Park fokusera sina ansträngningar på de delar av kroppen som utgjorde en betydande utmaning eller risk för läkare som försöker nå den lokalen med medicin. Två områden som har varit av särskilt intresse för henne är ryggradsskivor och platser i ögongloben, som båda kan vara smärtsamma och riskfyllda att komma åt med traditionella metoder.
Sedan april, Park har arbetat med James Lin, chef för skelettvävnadsutvärdering och ingenjörslaboratoriet, att specifikt fokusera på regenerering av ryggradsdiskdegeneration. Hittills har de två tagit stora framsteg.
"Medan vi åldras, skivorna mellan benen slits så kraftigt att vissa patienter känner extrem smärta, men det är utmanande att ta itu med denna smärta, " förklarar Professor Park. Med fordon tillverkade med perfluorkolväten, Park och Lin har skapat biosäkra, hållbar, pålitliga fordon som kan sättas in i skivorna och spåras via medicinsk bildbehandling.
Lin säger att dessa fordon, beskrivs som "droppar, " gå in i blodomloppet och spåras "utan att öppna upp kroppen" för att ge feedback och manipulation i realtid. Park säger, "Vi kan se doseringen i våra kroppar och vi kan se läkemedlets biodistribution. Så vi kan minimera biverkningarna innan något händer."
De läkemedelstillförselsystem som Park och Lin har designat kan fyllas med det ordinerade läkemedlet och föras in en gång i ryggradsskivan. Sedan, med ett exakt kalibrerat ultraljud, vehiklerna kan "poppas" för att systematiskt frigöra läkemedlet efter behov. Denna teknik möjliggör minimerad invasiv behandling, vilket minskar risken för skadliga biverkningar, samt att skapa ett leveranssystem som potentiellt kan administreras själv av patienten.
Lin says that his favorite part of his collaboration with Park has been that studying this drug delivery system has much wider applications and "the potential gives you an additional opportunity to make entire body repair schemes." Faktiskt, he relates that using the ultrasound technique to burst microbubbles has been used to break up blood clots that might otherwise have led to strokes.
Preliminary testing of the drug delivery procedure is being performed at the Laboratory Animal Medical Services (LAMS) facility on UC's East Campus. Currently Park is in the preclinical phase, which she and Lin hope will lead to enough evidence regarding the safety and efficacy of the treatment to convince the FDA to allow them to move to clinical trials. Because this is a new application for an old drug, the two expect less challenges from the FDA than if they were trying to introduce an entirely new drug to the market.
Thankfully UC provides all of the necessary facilities, equipment, and resources for Park to pursue her research in tandem to her responsibilities as a professor. Faktiskt, it was the superb medical facilities she would have access to as a professor at UC that aided in her decision to accept the position at the university. At the University of Cincinnati, Park is certain she will be able to go far in her research.
"Many people have been trying, " says Park of her attempt to create an effective drug delivery vehicle, and she herself is no stranger to this work, having spent a decade focusing on issues related to this project. Her PhD at Purdue University and her research at Boston's Massachusetts Institute of Technology were both dedicated to studying particle stabilization to avoid clogging arteries with the nanoparticles and drug delivery vehicles; creating a vehicle that could be programmed to travel to specific destinations; tracking this vehicle with medical imaging; and learning how drugs could be time-released at the proper time.
With the support of the University of Cincinnati behind her efforts, Park hopes to be able to overcome the barriers that have slowed others, and reach the success she has been seeking. "It seems like it's working! We've had lots of progress, faktiskt, " she says with a smile.
