علماء يطورون رقعة قابلة للارتداء يمكن أن توصل الأدوية دون ألم عبر الجلد

يعد الجلد طريقا جذابا لتوصيل الأدوية لأنه يسمح للأدوية بالانتقال مباشرة إلى الموقع المستهدف، ما قد يكون مفيدا في لأم الجروح أو التطبيقات الطبية والتجميلية الأخرى.

ومع ذلك، فإن توصيل الأدوية عبر الجلد أمر صعب لأن الطبقة الخارجية الصلبة للجلد تمنع مرور معظم الجزيئات الصغيرة من خلاله.

وعلى أمل تسهيل توصيل الأدوية عبر الجلد، طور باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) رقعة يمكن ارتداؤها تطبق موجات فوق صوتية غير مؤلمة على الجلد، ما يخلق قنوات صغيرة يمكن للأدوية أن تمر من خلالها.

ويقول الباحثون إن هذا النهج يمكن أن يفسح المجال لتقديم علاجات لمجموعة متنوعة من الأمراض الجلدية، ويمكن أيضا تكييفه لتوصيل الهرمونات ومرخيات العضلات والأدوية الأخرى.

ويقول كانان داغديفيرين، الأستاذ المشارك في مختبر Media Lab التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وكبير مؤلفي الدراسة: "إن إيصال الأدوية بهذه الطريقة يمكن أن يوفر سمية جهازية أقل ويكون أكثر موضعية وراحة ويمكن التحكم فيها".

وبدأ الباحثون هذا المشروع لاستكشاف طرق بديلة لتوصيل الأدوية. ويتم إعطاء معظم الأدوية عن طريق الفم أو الوريد، ولكن الجلد هو وسيلة يمكن أن توفر توصيلا دوائيا أكثر استهدافا لتطبيقات معينة.

ويوضح الدكتور أستاسا شاه، من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "الفائدة الرئيسية للجلد هي أنك تتجاوز الجهاز الهضمي بالكامل. عن طريق الفم عليك إعطاء جرعة أكبر بكثير من أجل حساب الخسارة التي قد تتعرض لها في الجهاز الهضمي. وهذه طريقة أكثر استهدافا وتركيزا لتوصيل الأدوية".

وثبت أن التعرض إلى الموجات فوق الصوتية يعزز نفاذية الجلد للأدوية ذات الجزيئات الصغيرة، ولكن معظم التقنيات الحالية لأداء هذا النوع من توصيل الأدوية تتطلب معدات ضخمة.

وأراد فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا التوصل إلى طريقة لإجراء هذا النوع من توصيل الأدوية عبر الجلد باستخدام رقعة خفيفة الوزن يمكن ارتداؤها، ما يسهل استخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات.

ويتكون الجهاز الذي صمموه من رقعة مدمجة مع العديد من محولات الطاقة الكهروضغطية على شكل قرص، والتي يمكنها تحويل التيارات الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. ويتم تضمين كل قرص في تجويف بوليمري يحتوي على جزيئات الدواء المذابة في محلول سائل.

وعندما يتم تطبيق تيار كهربائي على العناصر الكهرضغطية، فإنها تولد موجات ضغط في السائل، ما يخلق فقاعات تنفجر على الجلد. وتنتج هذه الفقاعات المتفجرة جزيئات صغيرة من السوائل يمكنها اختراق الطبقة الخارجية الصلبة للجلد، وهي الطبقة القرنية.

ويقول أمين كرامي من جامعة بوفالو، المشارك في الدراسة: "هذا العمل يفتح الباب أمام استخدام الاهتزازات لتعزيز توصيل الدواء. وهناك العديد من العوامل التي تؤدي إلى توليد أنواع مختلفة من أنماط الموجات. ويمكن تحسين كل من الجوانب الميكانيكية والبيولوجية لتوصيل الأدوية من خلال مجموعة الأدوات الجديدة هذه".

ويشار إلى أن الرقعة مصنوعة من PDMS، وهو بوليمر قائم على السيليكون يمكنه الالتصاق بالجلد دون شريط.

وفي هذه الدراسة، اختبر الباحثون الجهاز عن طريق تقديم أحد فيتامينات B يسمى النياسيناميد، وهو عنصر في العديد من واقيات الشمس والمرطبات.

وفي الاختبارات التي أجريت باستخدام جلد الخنزير، أظهر الباحثون أنه عندما قاموا بإعطاء النياسيناميد باستخدام رقعة الموجات فوق الصوتية، كانت كمية الدواء التي اخترقت الجلد أكبر 26 مرة من الكمية التي يمكن أن تمر عبر الجلد دون مساعدة الموجات فوق الصوتية.

وقارن الباحثون أيضا النتائج من أجهزتهم الجديدة مع الوخز الدقيق، وهي تقنية تستخدم أحيانا لتوصيل الأدوية عبر الجلد ، والتي تتضمن ثقب الجلد بإبر مصغرة.

ووجد الباحثون أن الرقعة الخاصة بهم كانت قادرة على إيصال نفس الكمية من النياسيناميد في 30 دقيقة والتي يمكن توصيلها بإبر دقيقة على مدى ست ساعات.

وباستخدام الإصدار الحالي من الجهاز، يمكن للأدوية أن تخترق بضعة ملليمترات في الجلد، ما يجعل هذا الأسلوب مفيدا على الأرجح للأدوية التي تعمل موضعيا داخل الجلد. يمكن أن تشمل هذه النياسيناميد أو فيتامين C، الذي يستخدم لعلاج بقع الشيخوخة أو غيرها من البقع الداكنة على الجلد، أو الأدوية الموضعية المستخدمة لعلاج الحروق.

ومع مزيد من التعديلات لزيادة عمق الاختراق، يمكن أيضا استخدام هذه التقنية للأدوية التي تحتاج إلى الوصول إلى مجرى الدم، مثل الكافيين أو الفنتانيل أو الليدوكائين.