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Los Stents inspirados por kirigami podían entregar las drogas a los órganos tubulares

Inspirado por kirigami, el arte japonés de doblar y de cortar el papel para crear las estructuras tridimensionales, los ingenieros del MIT y sus colaboradores han diseñado un nuevo tipo de stent que se podría utilizar para entregar las drogas al aparato gastrointestinal, a las vías respiratorias, o a otros órganos tubulares en la carrocería.

Los stents están recubiertos en una capa lisa de plástico grabada el ácido con las pequeñas “agujas” esas surgen cuando se estira el tubo, permitiendo que las agujas penetren el tejido y entreguen una carga útil de micropartículas droga-que contienen. Esas drogas entonces se liberan durante un periodo de tiempo extendido después de que se quite el stent.

Esta clase de lanzamiento localizado de la droga podría hacerlo más fácil tratar las enfermedades inflamatorias que afectaban al trecho del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO tal como síndrome del intestino irritable o la esofagitis eosinófila, dice a Juan Traverso, profesor adjunto del MIT de la ingeniería industrial, gastroenterólogo en Brigham y el hospital de las mujeres, y el autor mayor del estudio.

Esta tecnología se podía aplicar en esencialmente cualquier órgano tubular. Tener la capacidad de entregar las drogas localmente, sobre una base infrecuente, maximiza la probabilidad de la ayuda resolver las condiciones de los pacientes y podría realmente ser transformativo en cómo pensamos en atención a los pacientes habilitando local, lanzamiento prolongado de la droga que sigue un único tratamiento.”

Juan Traverso, el autor mayor del estudio

Sahab Babaee, científico de la investigación del MIT, es el autor importante del papel, que aparece hoy en materiales de la naturaleza.

Stents estirables

Las enfermedades inflamatorias del trecho del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO, tales como IBD, se tratan a menudo con las drogas que humedecen la inmunorespuesta de la carrocería. Estas drogas se inyectan generalmente, así que pueden tener efectos secundarios a otra parte en la carrocería. Traverso y sus colegas quisieron subir con una manera de entregar tales drogas directamente a los tejidos afectados, reduciendo la probabilidad de efectos secundarios.

Los Stents podrían ofrecer una manera de entregar las drogas a una porción apuntada del aparato digestivo, pero la inserción de cualquier clase de stent en el trecho del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO puede ser difícil porque la comida digerida se está moviendo contínuo a través del trecho. Para hacer esta posibilidad más posible, las personas del MIT subieron con la idea de crear un stent que sería insertado temporalmente, la casa de campo firmemente en el tejido para entregar su carga útil, y después se quiten fácilmente.

El stent que diseñaron tiene dos elementos claves -- un tubo suave, elástico hecho del caucho silicón-basado, y un recubrimiento plástico grabado el ácido con las agujas que surgen cuando se estira el tubo. El diseño fue inspirado por el kirigami, una técnica que el laboratorio de Traverso previamente diseñaba una capa antideslizante para los lenguados de la zapata. Otros lo han utilizado para crear los vendajes que adhieren más asegurado a los codos y a otras juntas.

“La novedad de nuestra aproximación es que utilizamos las herramientas y los conceptos de los mecánicos, combinados con el bioinspiration de animales escamoso-pelados, para desarrollar una nueva clase de sistemas droga-que liberan con la capacidad de depositar depósitos de la droga directamente en las paredes luminales de los órganos tubulares para la baja extendida,” Babaee dice. “Los stents del kirigami fueron dirigidos para ofrecer una transformación reversible de la forma: de parte plana, a 3D, a las agujas abrochadas-fuera para el combate del tejido, y entonces a la forma plana original para el retiro fácil y seguro.”

En este estudio, las personas del MIT recubrieron las agujas plásticas con las micropartículas que pueden llevar las drogas. Después de que el stent se inserte endoscópico, el endoscopio se utiliza para inflar un globo dentro del tubo, haciendo el tubo alargar. Mientras que el tubo estira, el movimiento de tracción hace las agujas en el plástico surgir y liberar su cargamento.

“Es un sistema dinámico donde usted tiene una superficie plana, y usted puede crear estas pequeñas agujas que surjan e impulsión en el tejido para hacer el lanzamiento de la droga,” Traverso dice.

Para este estudio, los investigadores crearon las agujas del kirigami de varias diversas tallas y formas. Variando esas características, así como el espesor de la hoja plástica, los investigadores pueden controlar cómo las agujas penetran profundamente en el tejido. “La ventaja de nuestro sistema es que puede ser aplicada a las diversas escalas del largo que se igualarán con la talla de las divisiones tubulares del objetivo del aparato gastrointestinal o de cualquier órgano tubular,” Babaee dice.

Lanzamiento de la droga del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO

Los investigadores probaron los stents endoscópico insertándolos en el esófago de lingotes. Una vez que el stent existía, los investigadores inflaron el globo dentro del stent, permitiendo que las agujas surjan. Las agujas, que penetraron sobre mitad al milímetro en el tejido, estuvieron recubiertas con las micropartículas que contenían una droga llamada budesonide, un esteroide que se utiliza para tratar IBD y esofagitis eosinófila.

Una vez que las partículas droga-que contenían fueron depositadas en el tejido, los investigadores desinflaron el globo, aplanando fuera las agujas así que el stent podría endoscópico ser quitado. Este proceso tardó solamente un par de minutos, y las micropartículas después tirante en el tejido y liberaron gradualmente el budesonide para cerca de una semana.

Dependiendo de la composición de las partículas, podrían ser sintonizadas para liberar las drogas durante un periodo de tiempo incluso más largo, Traverso dice. Esto podría hacerlo más fácil guardar a pacientes en el horario correcto de la droga, porque necesitarían no más tomar la droga ellos mismos, pero recibiría periódicamente su remedio vía la inserción temporal del stent. También evitaría los efectos secundarios que pueden ocurrir con la administración sistémica de la droga.

Los investigadores también mostraron que podrían entregar los stents en los vasos sanguíneos y las vías respiratorias. Ahora están trabajando en la entrega de otros tipos de drogas y en el escalamiento encima del proceso de fabricación, con el objetivo eventual de probar los stents en pacientes.

Source:
Journal reference:

Babaee, S., et al. (2021) Kirigami-inspired stents for sustained local delivery of therapeutics. Nature Materials. doi.org/10.1038/s41563-021-01031-1.