Den amerikanska opioidepidemin drivs av en oöverträffad ökning av dödsfall från fentanyl och andra syntetiska opiater. Fentanyls kraftfulla effekter är långvariga, och även små mängder av läkemedlet kan leda till en överdos. Motgift, såsom naloxon, håller inte tillräckligt länge i kroppen för att helt motverka läkemedlet, kräver upprepade injektioner. Nu, forskare rapporterar att de utvecklar endos, längre varaktiga opioida motgift med hjälp av polymera nanopartiklar.

Forskarna kommer att presentera sina resultat idag på American Chemical Society (ACS) National Meeting &Exposition våren 2019.

"Vi blev intresserade av detta problem när vi försökte göra icke-beroendeframkallande smärtstillande medel, "Saadyah Averick, Ph.D., säger. "Under den forskningen vi insåg begränsningarna för nuvarande opioida motgift. "

Enligt U.S.Centers for Disease Control, opioider, som heroin, oxikodon och fentanyl, var inblandade i mer än 47, 000 dödsfall av överdos 2017. Dessa läkemedel binder alla till mu opioidreceptorn (MOR) i hjärnan, som är kroppens naturliga nöjesreceptor, förklarar Averick, en forskare vid Allegheny Health Network Research Institute. "Drogerna binder, slå på receptorn och stimulera en euforisk känsla. De syntetiska opioiderna, såsom fentanyl, slå på det här verkligen, väldigt bra, " han säger.

Och deras effekter är långvariga. Fentanyl, som är mycket starkare än morfin, en annan opioid, kan absorberas i fettvävnad, som skyddar den från att metaboliseras direkt. Det frigörs sedan långsamt från denna vävnad, orsakar effekter i flera timmar. Naloxon, en MOR -antagonist och motgift, stannar bara i systemet i cirka 30 minuter till en timme, dock. På grund av denna felaktighet, upprepade doser krävs för att hjälpa patienten att återhämta sig. Men inte alla patienter vill genomgå hela behandlingskursen, och de kan sluta ge efter för en överdos efter att naloxonen metaboliserats.

För att övervinna denna utmaning, Averick och hans kollegor utvecklade ett system för läkemedelsavgivning som syftar till att säkerställa att en stabil, tillräcklig dos antagonist levereras under 24 timmar. Forskarna reagerade naloxon, som har en multi-ringad kemisk struktur, med polymjölksyra (PLA), sålunda skapas en naloxonpolymer. De framställde sedan kovalenta nanopartiklar (CNP) genom att tillsätta denna polymer till en lösning av polyvinylalkohol. De använde en mängd olika analysmetoder för att rena och analysera de resulterande partiklarna, som är 300 nanometer i diameter.

"I samarbete med Benedict Kolber -laboratoriet vid Duquesne University, proof-of-concept-forskning har visat att dessa nanopartiklar kan leverera tillräckligt med naloxon på ett linjärt tidsfrisättande sätt för att blockera morfins smärtstillande effekt i 24 timmar, "Averick noterar." Som ett nästa steg, studien kommer att utvidgas till fentanyl. "Även om det senaste arbetet utfördes med möss, framtida studier kommer att innehålla en djurmodell som närmare simulerar hur människor metaboliserar opioider.

Forskarna planerar också att undersöka hur partikelstorlek påverkar naloxonfrisättning från nanopartikeln. "I sista hand, vi hoppas kunna utveckla ett terapeutiskt ingrepp för överdosering av fentanyl som kan användas inom området, kanske ersätta kortverkande naloxon som en överdos motgift, "Averick säger." Vi räknar med att detta läkemedelsleveranssystem också kommer att vara effektivt för andra icke-fentanylopioider. "

Med tanke på att naloxon och de andra föreningarna som teamet använder redan anses säkra, Averick förutspår att time-to-market kan vara mindre än fem år för nanopartikelsystemet.