Ljus istället för injektioner:Ett nytt koncept för läkemedelstillförselsystem som automatiskt släpper ut medicin från en in vivo-medicinsk apparat genom att helt enkelt skina ljus närhelst läkemedelsinjektionen behövs. Kredit:POSTECH
Ett nytt koncept med on-demand-läkemedelstillförselsystem har dykt upp där läkemedel automatiskt frigörs från in vivo medicinska anordningar helt enkelt genom att skina ljus på huden.
En forskargrupp ledd av professor Sei Kwang Hahn vid institutionen för materialvetenskap och professor Kilwon Cho vid institutionen för kemiteknik vid POSTECH har tillsammans utvecklat ett on-demand drug delivery-system (DDS) som använder en organisk solcellscell belagd med uppkonvertering nanopartiklar. Denna nyutvecklade DDS tillåter nanopartiklar att omvandla hudpenetrerande nära-infrarött (NIR) ljus till synligt ljus så att läkemedelsfrisättning kan kontrolleras i medicinsk utrustning installerad i kroppen. Dessa forskningsrön publicerades i Nanoenergi den 1 mars, 2021.
För patienter som behöver regelbundna läkemedelsinjektioner som vid diabetes, DDS som automatiskt administrerar läkemedel i stället för repetitiva skott undersöks och utvecklas. Dock, dess storlek och form har begränsats på grund av begränsningar i strömförsörjningen för att använda en sådan enhet.
Forskargruppen hittade svaret i solenergi. Uppkonverteringsnanopartiklar användes för den fotovoltaiska enheten för att inducera fotovoltaisk kraftgenerering med NIR-ljus som kan penetrera huden. En organisk fotovoltaisk cell belagd med en kärna-skal strukturerade uppkonvertering nanopartiklar designades för att driva ett läkemedelstillförselsystem tillverkat av ett mekaniskt och elektroniskt system genom att generera en elektrisk ström vid bestrålning av NIR-ljus. När elektricitet används på detta sätt, den tunna guldfilmen som tätar läkemedelsreservoaren smälter och läkemedlet frisätts.
"Kombinationen av en flexibel fotovoltaisk cell och ett läkemedelstillförselsystem möjliggör läkemedelsfrisättning på begäran med hjälp av ljus, " förklarade professor Sei Kwang Hahn. "Läkemedelstillförselsystemet aktiveras med hjälp av nära-infrarött ljus som är ofarligt för människokroppen och är mycket hudpenetrerande."
Han lade till, "Eftersom detta möjliggör smidig kontroll av läkemedelsfrisättning av medicinsk utrustning som förs in i kroppen genom att använda nära-infrarött ljus, det är mycket förväntat att bidra till utvecklingen av fototerapiteknik med hjälp av implanterbar medicinsk utrustning."
