May inspirasyon ng mga parasito na Worm, Mga Mananaliksik na Engineer na Maliliit na Makina na Nagbibigay ng Mabisang Pagpapagaling

Kung ang isang bukas na theragripper, hindi, ay inilalagay sa temperatura ng kuwarto, isasara nito ang instestinal wall. Sa gitna ng gripper ay isang lugar para sa isang maliit na dosis ng gamot. Kredito: Johns Hopkins University

Ang “Theragrpers” ay inspirasyon ng isang taong nabubuhay sa kalinga na lumalabas sa bituka ng host.

May inspirasyon ng isang bulating parasito na naghuhukay ng mga matutulis na ngipin sa bituka ng host, ang mga mananaliksik na si Johns Hopkins ay nakabuo ng isang maliit, hugis bituin na microdevice na maaaring ikabit sa bituka mucosa at palabasin ang mga gamot sa katawan. .

Si David Gracias, Ph.D., isang propesor sa Johns Hopkins University Whiting School of Engineering, at Johns Hopkins gastroenterologist na si Florin M. Selaru, MD, direktor ng Johns Hopkins Inflam inflammatory Bowel Disease Center, ay namuno sa isang koponan sa ang mga mananaliksik at biomedical na inhinyero na nagdisenyo at sumubok ng mga microdevice na nagbabago ng hugis na tinutularan ang paraan ng pagdikit ng mga parasitiko na bituka sa kanilang mga bituka ng isang organismo.

Ginawa ng metal at manipis, nababanat na pelikula at may isang sensitibong init na patong ng paraffin wax, “theragriper,” bawat isa tungkol sa laki ng isang dust speck, na maaaring magdala ng anumang gamot at bitawan ito ng paunti-unti.

Ang koponan ay naglathala ng mga resulta ng isang kamakailang pag-aaral ng hayop bilang isang artikulo sa pabalat sa journal Mga Pagsulong sa Siyentipiko.

Ang mabagal o nadagdagan na paglabas ng gamot ay isang matagal nang hinahangad na medikal na layunin. Ipinaliwanag ni Selaru na ang isang problema sa mga over-the-counter na gamot ay madalas na dumadaan sa gastrointestinal tract bago matapos ang kanilang gamot.

Mga Theragrer sa isang Swab

Ang isang theragripper ay kasing laki ng isang maliit na piraso ng alikabok. Naglalaman ang swab na ito ng dose-dosenang maliliit na aparato. Kredito: Johns Hopkins University

“Ang madalas na paghihigpit at pagpapahinga ng mga kalamnan sa tract ng GI ay imposible para sa mga pinalaki na gamot na manatili sa bituka ng sapat upang payagan ang pasyente na makatanggap ng buong dosis,” sabi ni Selaru, na nakipagtulungan sa Gracias nang labis sa 10 taon. “Nagsusumikap kami upang malutas ang problemang ito sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng maliliit na mga carrier ng gamot na maaaring malayang mag-attach sa bituka at patuloy na mai-load ang gamot sa loob ng GI tract para sa isang nais na tagal ng panahon. . “

Ang libu-libong mga theragrants ay maaaring mailipat sa pamamagitan ng GI tract. Kung ang paraffin wax coating sa mga gripers ay umabot sa temperatura ng katawan, ang mga aparato ay malayang isasara at mai-clamp ang colonic wall. Ang pagsasara ng aksyon ay nagdudulot ng maliliit, anim na aparato na aparato upang maghukay sa mucosa at manatiling naka-attach sa colon, kung saan nagpatuloy sila at inilabas ang kanilang mga kargamento ng mga likido sa katawan. Sa kalaunan, ang mga tissue theragrper inhibitor ay nawala at malinis mula sa bituka sa pamamagitan ng normal na paggalaw ng gastrointestinal.

Itinala ni Gracias ang mga pagsulong sa larangan ng biomedical engineering sa mga nagdaang taon.

“Nakita namin ang pagpapakilala ng mga pabagu-bago, microfabricated na matalinong aparato na maaaring makontrol ang mga signal ng elektrikal o kemikal,” aniya. “Ngunit ang mga gripers na ito ay napakaliit na ang mga baterya, antena at iba pang mga sangkap ay hindi umaangkop sa kanila.”

Ang mga theragriper, ayon kay Gracias, ay hindi umaasa sa kuryente, mga wireless signal o panlabas na kontrol. “Gayunpaman, tumatakbo ito tulad ng maliit, siksik na bukal na may mga aparato na hinihimok ng temperatura na naglalabas ng nakaimbak na enerhiya na independiyente sa temperatura ng katawan.”

Ang mga mananaliksik sa Johns Hopkins ay nakabuo ng mga aparato na may halos 6,000 theragrperers bawat 3-inch silicon wafer. Sa kanilang mga eksperimento sa hayop, na-load nila ang isang pangpawala ng sakit na may gripers. Natuklasan ng mga pag-aaral ng mga mananaliksik na ang mga hayop na nasa ilalim ng kontrol ng theragrper ay may mas mataas na konsentrasyon ng mga pain reliever sa kanilang mga daluyan ng dugo kaysa sa control group. Ang gamot ay nanatili sa sistema ng mga paksa ng pagsubok ng halos 12 oras kumpara sa dalawang oras sa control group.

Sanggunian: “Gastrointestinal-resident, form of microdevices pagbabago ay nagdaragdag ng vivo drug release” ni Arijit Ghosh, Ling Li, Liyi Xu, Ranjeet P. Dash, Neha Gupta, Jenny Lam, Qianru Jin, Venkata Akshintala, Gayatri Pahapale, Wangqu Liu, Anjishnu Sarkar, Rana Rais, David H. Gracias at Florin M. Selaru, 28 Oktubre 2020, Mga Pagsulong sa Siyentipiko.
DOI: 10.1126 / sciadv.abb4133

Bukod kina Gracias at Selaru, ang mga may-akda ng artikulo sa journal ay Arijit Ghosh, Liyi Xu, Neha Gupta, Qianru Lin, Gayatri Pahapale, Wangqu Lu at Anjishnu Sarkar ng Johns Hopkins University Department of Chemical and Biomolecular Engineering; Ling Li at Venkata Akshintala ng Johns Hopkins University School of Medicine na Dibisyon ng Gastroenterology at Hepatology; Ranjeet Dash, Jenny Lam at Rana Rais ng Johns Hopkins Drug Discovery at ang Johns Hopkins University School of Medicine Department of Neurology.

Ang gawain ay pinondohan ng National Institute of Biomedical Imaging at Bioengineering ng National Institutes of Health at National Science Foundation. Ang Johns Hopkins University ay nagsumite ng mga patent para sa Gracias at Selaru na nauugnay sa teknolohiyang ito alinsunod sa salungatan ng mga patakaran ng interes ng unibersidad.

Gamitin ang teknolohiya para sa paglilisensya sa pamamagitan ng Johns Hopkins Technology Ventures.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pagkuha ng Impormasyon sa Kasaysayan ng Neanderthal na Populasyon Gamit ang Sinaunang Nuclear DNA Mula sa Mga Ciment Sediment

Gallery sa lugar ng yungib ng mga estatwa sa hilagang Espanya. Kredito: Javier Trueba - Madrid Scientific Films Ang Mitochondrial DNA ng mga archaic...

Kung Paano Maaaring Lumaki ang Iba Pang Mga Karamdaman na Fungi Sa Maliit na Puwang

Ang isang pangkat na pinangunahan ng Tsukuba University ay natagpuan ang isang makabuluhang pagkakaiba na nagpapaliwanag kung bakit ang ilang mga species ng fungi...

Para sa Mga Tatanggap ng Transplant, Isang Pangatlong Dosis ng Bakuna sa COVID Maaaring Mag-alok ng Mas mahusay na Proteksyon

Ipinakita ng mga mananaliksik sa Johns Hopkins Medicine na tatlong dosis ng bakuna laban sa SARS-CoV-2-ang virus na sanhi ng pagtaas ng antas ng...

Ang mga sigla ng usok na nasa daang siglo na napanatili sa niyebe ay nagbubunyag ng isang maalab na nakaraan – at ang hinaharap...

Inisyu ni Harvard John a. Paulson School of Engineering at Applied Science Hunyo 18, 2021 Ang usok mula sa mga wildfires na gawa ng tao...

Inihanda ng NASA ang “Moonikin” na kumander para sa Artemis 1 lunar na misyon

Sa larawang ito, sinusubukan ng mga inhinyero ang isang pagsubok na panginginig ng boses sa upuan ng Orion at ang Chemini Space Center -...

Newsletter

Subscribe to stay updated.