Ultrahanggal is bőr alá juttathatók a gyógyszerek
Az új eljárást fel lehet majd használni helyileg ható gyógyszerek, például szteroidok bőrbe juttatására, de szisztémásan ható gyógyszerek vagy fehérjék, például az inzulin beadására, esetleg oltásnál az antigén bejuttatására.
A Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói megtalálták a módját annak, hogy ultrahang felhasználásával permeábilisebbé tegyék a bőrt, s így a gyógyszerek transzdermális bejuttatása a bőr alá sokkal hatékonyabb lett. A módszer a kutatók szerint lehetővé teheti majd a gyógyszerek noninvazív alkalmazását és a tű nélküli vakcinációt.
„Ezt az eljárást többek között fel lehet majd használni helyileg ható gyógyszerek, például szteroidok bőrbe juttatására, de szisztémásan ható gyógyszerek vagy fehérjék, például az inzulin beadására is, vagy oltásnál az antigén bejuttatására” – mondta Carl Schoellhammer, az MIT diákja, a vizsgálat egyik vezető kutatója.
Az ultrahang úgy fokozza a bőr átjárhatóságát, hogy enyhén ledörzsöli a bőr legfelső rétegét; ez a hatás csak átmeneti és teljesen fájdalmatlan.
A kutatás két senior szerzője, Daniel Blankschtein és Robert Langer, az MIT professzorai voltak, s az eredményeket a Journal of Controlled Release című folyóiratban publikálták. A felfedezés lényege: kimutatták, hogy ha két különböző ultrahangnyalábot – egy alacsony és egy magas frekvenciájút – alkalmaznak egyidejűleg, akkor a bőr permeabilitása kifejezettebben és egyenletesebben csökken, mint ha csak egy frekvenciát használnának.
Amikor az ultrahang-hullámok áthaladnak egy folyadékon, apró buborékok keletkeznek, amelyek kaotikusan mozognak. A buborékok egyre növekszenek, és amikor egy bizonyos nagyságot elérnek, instabillá válnak és kipukkadnak. Az így keletkező üres helyre beáramlik a környező folyadék, s ezáltal nagy sebességű „mikro-folyadéksugarak” keletkeznek, amelyek mikroszkópikus horzsolásokat hoznak létre a bőrön. A folyadék lehet akár víz is, de a gyakorlat szempontjából az az érdekes, amikor valamilyen gyógyszer hordozóanyaga.
Az utóbbi években a transzdermális gyógyszerbejuttatás növelésével foglalkozó kutatók az alacsony frekvenciájú ultrahangra koncentráltak, mivel a magas frekvenciájú ultrahang-hullámoknak nincs elég energiájuk ahhoz, hogy az általuk keltett buborékok kipukkadjanak. Az alacsony frekvenciájú ultrahangot alkalmazó készülékek hátránya viszont az, hogy nem az egész kezelt területet teszik permeábilisabbá, hanem a horzsolások szétszórtan, véletlenszerűen helyezkednek el.
A mostani vizsgálatban az MIT kutatói azt találták, hogy jobb eredmény érhető el, ha kombinálják az alacsony és magas frekvenciájú ultrahangot. A magas frekvenciájú ultrahang által keltett plusz buborékokat az alacsony frekvenciájú ultrahang kipukkasztja, és emellett a magas frekvenciájú ultrahang gátolja a buborékok oldalirányú mozgását, amivel a kezelt területen tartja őket és egyenletesebb horzsolást hoz létre – mondta Schoellhammer.
„Ez egy nagyon innovatív módszer a technológia javítására: elérhető vele, hogy nagyobb mennyiségű gyógyszert juttassanak be a bőrön keresztül és kitágítja azoknak a szereknek a körét, amelyek esetében alkalmazható ez az eljárás” – kommentálta az eredményeket Samir Mitragotri, a Santa Barbara-i Kaliforniai Egyetem professzora, aki maga nem vett részt a vizsgálatban.
A kutatók disznóbőrön próbálták ki az új módszert, és meglepően jobb hatást értek el vele, mint az egyetlen frekvenciát tartalmazó ultrahanggal. A glükóz felszívódása 10-szeresére gyorsult, az inuliné pedig 4-szeresére (az inulin egyfajta szénhidrát). „Úgy véljük, hogy ez a sebesség a módszer finomításával még tovább fokozható” – állította Schoellhammer.
Ezzel a módszerrel minden olyan gyógyszer beadható, amelyet jelenleg kapszula formájában fogyasztanak a betegek, s így nagyobb adagok is alkalmazhatók. Felhasználható a rendszer bőrelváltozások, például akné vagy pszoriázis esetén, vagy arra, hogy növeljék a már használatban levő transzdermális tapaszok (pl. nikotintapasz) hatékonyságát.
Az egyik fontos felhasználási terület az inzulinbeadás lehet, amit a betegek maguk végeznek. Ebből a szempontból lényeges, hogy az ultrahangos kezelés után a permeabilitásfokozódás akár 24 óráig is tarthat. Egy másik lényeges terület az oltóanyagok beadása transzdermális tapasz és a rendszer segítségével. Így a vakcinációhoz nem szükséges tű használata és nem jár fájdalommal. A rendszer főképpen a fejlődő országokban tenne jó szolgálatot, mivel alkalmazását sokkal egyszerűbb megtanulni, mint az oltás hagyományos módszerét.
