Die Haut ist ein attraktiver Weg für die Verabreichung von Arzneimitteln, da sie direkt an den Ort gelangen, an dem sie benötigt werden. Dies könnte für die Wundheilung, Schmerzlinderung oder andere medizinische und kosmetische Anwendungen nützlich sein. Die Abgabe von Arzneimitteln über die Haut ist jedoch schwierig, da die harte äußere Hautschicht die meisten kleinen Moleküle daran hindert, sie zu durchdringen.

‍

In der Hoffnung, die Verabreichung von Medikamenten durch die Haut zu erleichtern, haben Forscher des MIT ein tragbares Pflaster entwickelt, das schmerzlose Ultraschallwellen auf die Haut überträgt und so winzige Kanäle schafft, durch die Medikamente eindringen können. Dieser Ansatz könnte sich für die Behandlung einer Vielzahl von Hautkrankheiten eignen und könnte auch für die Verabreichung von Hormonen, Muskelrelaxantien und anderen Medikamenten angepasst werden, so die Forscher.

‍

"Die einfache Anwendung und die hohe Wiederholbarkeit dieses Systems bieten Patienten, die an Hautkrankheiten und vorzeitiger Hautalterung leiden, eine völlig neue Alternative", sagt Canan Dagdeviren, außerordentliche Professorin im Media Lab des MIT und Hauptautorin der Studie. "Die Verabreichung von Medikamenten auf diese Weise könnte weniger systemische Toxizität bieten und ist lokaler, komfortabler und kontrollierbarer."

‍

‍

Ein Impuls durch Schallwellen

Die meisten Medikamente werden oral oder intravenös verabreicht, und so begannen Forscher mit der Erkundung alternativer Wege zur Verabreichung von Medikamenten. Über die Haut könnten für bestimmte Anwendungen jedoch eine viel gezieltere Verabreichung von Medikamenten ermöglicht werden.

‍

"Der Hauptvorteil der Haut ist, dass man den gesamten Magen-Darm-Trakt umgeht. Bei der oralen Verabreichung muss man eine viel größere Dosis verabreichen, um den Verlust im Magen-Darm-Trakt auszugleichen", sagt einer der beteiligten Forscher. "Dies ist eine viel gezieltere, fokussiertere Art der Medikamentenverabreichung.“

‍

Es hat sich gezeigt, dass Ultraschall die Durchlässigkeit der Haut für niedermolekulare Medikamente erhöht, aber die meisten der bestehenden Techniken zur Verabreichung dieser Art von Medikamenten sperrige Geräteerfordern. Das MIT-Team wollte einen Weg finden, diese Art der transdermalen Verabreichung von Arzneimitteln mit einem leichten, tragbaren Pflaster durchzuführen, was die Anwendung für eine Vielzahl von Anwendungen erleichtern könnte.

‍

‍

Das von ihnen entwickelte Gerät besteht aus einem Pflaster mit mehreren scheibenförmigen piezoelektrischen Sensoren, die elektrische Ströme in mechanische Energie umwandeln können. Jede Scheibe ist in einen polymeren Hohlraum eingebettet, der die in einer flüssigen Lösung gelösten Arzneimittelmoleküle enthält. Wenn ein elektrischer Strom an die piezoelektrischen Elemente angelegt wird, erzeugen sie Druckwellen in der Flüssigkeit, wodurch Blasen entstehen, die auf der Haut zerplatzen. Diese zerplatzenden Blasen erzeugen Mikrostrahlen der Flüssigkeit, die durch die harte äußere Schicht der Haut, das Stratum corneum, dringen können.

‍

In Tests mit Schweinehaut zeigten die Forscher, dass bei der Verabreichung von Niacinamid mit dem Ultraschallpflaster die Menge des Medikaments, die die Haut durchdrang, 26-mal größer war als die Menge, die ohne Ultraschallunterstützung durch die Haut gelangen konnte.

‍

Die Forscher verglichen die Ergebnisse ihres neuen Geräts auch mit der Technik des Mikroneedling, bei der die Haut mit Miniaturnadeln punktiert wird und die manchmal für die transdermale Verabreichung von Medikamenten verwendet wird. Sie fanden heraus, dass ihr Pflaster in der Lage war, innerhalb von 30 Minuten die gleiche Menge Niacinamid zu verabreichen, die mit Mikronadeln über einen Zeitraum von sechs Stunden verabreicht werden konnte.

‍

‍

Lokale Verabreichung

Mit der aktuellen Version des Geräts können Medikamente einige Millimeter in die Haut eindringen, so dass dieser Ansatz potenziell für Medikamente geeignet ist, die lokal in der Haut wirken. Dazu könnten Niacinamid oder Vitamin C gehören, die zur Behandlung von Altersflecken oder anderen dunklen Flecken auf der Haut verwendet werden, ebenso wie topische Medikamente, die zur Heilung von Verbrennungen eingesetzt werden.

‍

Mit weiteren Modifikationen zur Erhöhung der Penetrationstiefe könnte diese Technik auch für Medikamente eingesetzt werden, die in den Blutkreislauf gelangen müssen. Das Team kann sich vorstellen, dass diese Art von Pflaster für die Abgabe von Hormonen wie Progesteron nützlich sein könnte. Darüber hinaus untersuchen die Forscher die Möglichkeit, ähnliche Geräte in den Körper zu implantieren, um Medikamente zur Behandlung von Krebs oder anderen Krankheiten zu verabreichen.

‍

An der weiteren Optimierung des tragbaren Pflasters wird gearbeitet, in der Hoffnung, es bald an Probanden testen zu können. Ebenfalls geplant ist, die Laborexperimente, die sie in dieser Studie durchgeführt haben, mit größeren Arzneimittelmolekülen zu wiederholen.

‍

Originaltitel von Anne Traction "Wearable patch can painlessly deliver drugs through the skin" mit Genehmigung von MIT News wiedergegeben (http://news.mit.edu/)