I Ricercatori mettono a punto il nuovo metodo che può mirare alla consegna della droga al polmone

I Ricercatori da Assistenza Tecnica di Colombia e dal Centro Medico di Columbia University (CUMC) hanno messo a punto un nuovo metodo che può mirare alla consegna di volumi di droghe molto piccoli nel polmone. Il Loro approccio, in cui i micro-litri di liquido che contengono una droga sono infusi nel polmone, distribuito come una pellicola sottile nella regione predeterminata delle vie respiratorie del polmone ed assorbente localmente, può fornire il trattamento molto più efficace dell'affezione polmonare. L'opera è stata pubblicata nella Prima Edizione online del 31 agosto degli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS).

I Polmoni sono suscettibili di molte malattie, compreso fibrosi cistica, broncopolmonite, la malattia polmonare ostruttiva cronica ed il cancro polmonare, che corrente sono trattate dall'applicazione sistematica delle droghe, da assunzione orale, o dall'inalazione dell'aerosol. Per raggiungere i livelli terapeutici al sito patologico, i medici devono consegnare un gran numero di droga che può causare gli effetti contrari ad altri organi nell'organismo. Le affezioni polmonari potrebbero più efficacemente essere trattate se la droga della scelta potesse essere consegnata localmente al sito patologico nel polmone, alla dose esatta stata necessaria per il trattamento.

“Prevediamo che il nostro approccio liquido di instillazione del micro-volume permetta alle concentrazioni prevedibili nella droga al sito dell'obiettivo, diminuente la quantità di droga richiesta per l'efficace trattamento di malattia con gli effetti secondari significativamente diminuiti,„ diciamo Gordana Vunjak-Novakovic, il Professor delle Fondamenta di Mikati di Assistenza Tecnica Biomedica ed il professor delle scienze mediche (nella Medicina), che hanno sorvegliato il lavoro nel suo Laboratorio per le Cellule Staminali e l'Assistenza Tecnica del Tessuto.

La sfida principale per il gruppo era la complessità enorme della struttura del polmone che svolge la funzione vitale dello scambio di anidride carbonica e dell'ossigeno il sangue. Sia l'architettura del tessuto che la corrente d'aria cambiano drammaticamente lungo le 24 generazioni delle vie respiratorie del polmone, dal grande bronco giù agli alveoli. Jinho Kim, un collega postdottorale nel laboratorio di Vunjak-Novakovic e l'autore principale dello studio, rend contoere che la distanza una spina liquida viaggia prima dell'assorbimento come pellicola liquida può essere variato cambiando il volume della spina ed il regime di ventilazione. Studiando liquido inserisce i tubi di vetro semplici, lui ha sviluppato un modello matematico che descrive il trattamento di trasporto liquido in ogni generazione dell'albero della galleria di ventilazione. Il modello è stato usato per determinare il volume liquido della spina ed i parametri di ventilazione programmata per la consegna in una regione specifica del polmone. Le previsioni di modello sono state confermate dimostrando il deposito liquido mirato a della pellicola in polmoni arieggiati, facendo uso di tre modalità differenti della rappresentazione.

“L'instillazione Liquida è stata utilizzata per la fornitura del tensioattivo del polmone agli interi polmoni in bambini prematuri che non possono produrre abbastanza tensioattivo per respirare normalmente,„ Kim osserva. “Sebbene l'instillazione liquida abbia grande potenziale terapeutico, le sue applicazioni sono state inesplorate, in gran parte a causa di comprensione limitata del trasporto liquido nelle gallerie di ventilazione del polmone. Siamo molto emozionanti circa le implicazioni del nostro lavoro.„

Il progetto è stato altamente di collaborazione, dice Vunjak-Novakovic, di cui il gruppo ha incluso tre ingegneri biomedici, un chirurgo del trapianto del polmone e un pulmonologist: “Questo studio è vero emblematico di come la ricerca biomedica è condotta alla Columbia University.„

Kim ha inventato l'approccio per la consegna mirata a dei micro-volumi di droghe, sviluppato la teoria necessaria e condotto gli esperimenti supportanti con John O'Neill, uno studente di PhD di assistenza tecnica biomedica. A CUMC, al Professor Matt Bacchetta, al Dipartimento di Ambulatorio Toracico ed all'Assistente Universitario Valerio Dorrello, Dipartimento di Pediatria e di Cura Critica, contribuito per definire i parametri clinicamente pertinenti per la consegna della droga e per ottimizzare ventilazione ed aspersione del polmone. I ricercatori pianificazione accanto a dimostrano il trattamento delle affezioni polmonari quale fibrosi cistica e le infezioni della galleria di ventilazione consegnando le droghe polmonari facendo uso della loro instillazione liquida si avvicinano a.

“Siamo affascinati dalle opportunità che gli approcci della bioingegneria offrono più efficacemente all'affezione polmonare dell'ossequio,„ Vunjak-Novakovic aggiungiamo. “Il polmone è un organo enorme complesso che ha miliardi di celle all'interno di un tessuto gerarchico organizzato che non può essere costruito da zero. Quattro anni fa, abbiamo iniziato la ricerca di rigenerazione del polmone facendo uso delle cellule staminali e dei metodi della bioingegneria. E continuiamo a lavorare con i nostri colleghi clinici per sviluppare i nuovi approcci del trattamento per il trattamento dell'affezione polmonare.„

Sorgente: Banco di Columbia University di Assistenza Tecnica e di Scienza Applicata

Source:

Columbia University School of Engineering and Applied Science