Στόχος η αύξηση της ασφάλειας της υγείας ασθενών που για διαφόρους λόγους μπορεί να μην λαμβάνουν σωστά τα φάρμακα τους.
Ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (το περίφημο MIT) ανέπτυξαν έναν νέο τύπο χαπιού που μπορεί να επιβεβαιώνει πότε έχει καταποθεί προσφέροντας μια λύση στο μακροχρόνιο πρόβλημα της σωστής χρονικά λήψης φαρμάκων.
Το σύστημα μπορεί να ενσωματωθεί σε τυπικές κάψουλες χαπιών και περιλαμβάνει μια βιοδιασπώμενη κεραία ραδιοσυχνοτήτων. Αφού το χάπι στείλει ένα σήμα που επιβεβαιώνει την κατάποσή του τα περισσότερα ηλεκτρονικά του εξαρτήματα διαλύονται με ασφάλεια στο στομάχι. Ένα πολύ μικρό τσιπ ραδιοσυχνοτήτων στη συνέχεια διασχίζει το πεπτικό σύστημα και αποβάλλεται φυσικά από το σώμα.
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για άτομα που πρέπει να λαμβάνουν φάρμακα με συνέπεια για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Παραδείγματα αποτελούν οι λήπτες μεταμοσχεύσεων οργάνων που βασίζονται σε ανοσοκατασταλτικά φάρμακα, καθώς και ασθενείς που υποβάλλονται σε θεραπεία για λοιμώξεις όπως ο HIV ή η φυματίωση.
«Ο στόχος είναι να διασφαλίσουμε ότι αυτό θα βοηθά τους ανθρώπους να λαμβάνουν τη θεραπεία που χρειάζονται, ώστε να μεγιστοποιείται η υγεία τους» λέει ο Τζιοβάνι Τραβέρσο, αναπληρωτής καθηγητής μηχανολογίας στο MIT, γαστρεντερολόγος στο Brigham and Women’s Hospital και αναπληρωματικό μέλος του Broad Institute του MIT και του Χάρβαρντ ο οποίος είναι ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Τα έξυπνα χάπια
Η μη τήρηση της φαρμακευτικής αγωγής παραμένει ένα σοβαρό και εκτεταμένο πρόβλημα. Κάθε χρόνο συμβάλλει σε εκατοντάδες χιλιάδες αποτρέψιμους θανάτους και προσθέτει δισεκατομμύρια δολάρια στο κόστος της υγειονομικής περίθαλψης.
Για να αντιμετωπίσει αυτή την πρόκληση, το εργαστήριο του Τραβέρσο έχει στο παρελθόν εργαστεί πάνω σε κάψουλες χορήγησης φαρμάκων που παραμένουν στο πεπτικό σύστημα για ημέρες ή ακόμη και εβδομάδες, απελευθερώνοντας το φάρμακο σε προκαθορισμένο πρόγραμμα. Αν και αποτελεσματικά σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτά τα συστήματα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κάθε τύπο φαρμάκου.
«Έχουμε αναπτύξει συστήματα που μπορούν να παραμένουν στο σώμα για μεγάλο χρονικό διάστημα και γνωρίζουμε ότι αυτά μπορούν να βελτιώσουν τη συμμόρφωση, αλλά αναγνωρίζουμε επίσης ότι για ορισμένα φάρμακα δεν μπορούμε να αλλάξουμε το χάπι. Το ερώτημα τότε γίνεται τι άλλο μπορούμε να κάνουμε για να βοηθήσουμε τον άνθρωπο και τους επαγγελματίες υγείας να διασφαλίσουν ότι λαμβάνει το φάρμακο» λέει ο Τραβέρσο.
Οι ραδιοσυχνότητες
Στη νέα μελέτη οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε μια διαφορετική ιδέα: την επιβεβαίωση ότι ένα χάπι έχει ληφθεί χωρίς να αλλάζει ο τρόπος χορήγησης του ίδιου του φαρμάκου. Χρησιμοποιώντας ραδιοσυχνότητες, έναν τύπο σήματος που μπορεί να ανιχνευθεί εκτός του σώματος και θεωρείται ασφαλής για τον άνθρωπο, σχεδίασαν μια κάψουλα που επικοινωνεί λίγο μετά την κατάποση.
Προηγούμενα συστήματα χαπιών με ραδιοσυχνότητες χρησιμοποιούσαν υλικά που δεν διασπώνταν εύκολα στο σώμα κάτι που σήμαινε ότι ολόκληρη η συσκευή έπρεπε να περάσει άθικτη από το πεπτικό σύστημα. Για να μειωθεί ο κίνδυνος γαστρεντερικών προβλημάτων η ομάδα του MIT σχεδίασε ένα βιοαπορροφήσιμο σύστημα επιτρέποντας στα περισσότερα εξαρτήματα να διαλύονται με ασφάλεια.
Η κεραία που στέλνει το σήμα ραδιοσυχνοτήτων είναι κατασκευασμένη από ψευδάργυρο και ενσωματωμένη σε ένα σωματίδιο κυτταρίνης. Τα υλικά αυτά επιλέχθηκαν λόγω του εξαιρετικού ιστορικού ασφάλειας και της συμβατότητάς τους με ιατρικές εφαρμογές. «Επιλέξαμε αυτά τα υλικά λαμβάνοντας υπόψη τα πολύ ευνοϊκά προφίλ ασφάλειας και τη συμβατότητά τους με το περιβάλλον», λέει ο Τραβέρσο.
Η κεραία από ψευδάργυρο και κυτταρίνη τυλίγεται σε συμπαγή μορφή και τοποθετείται μέσα στην κάψουλα μαζί με το φάρμακο. Το εξωτερικό κέλυφος της κάψουλας είναι φτιαγμένο από ζελατίνη επικαλυμμένη με κυτταρίνη και είτε μολυβδαίνιο είτε βολφράμιο, τα οποία εμποδίζουν τη μετάδοση οποιουδήποτε σήματος πριν από την κατάποση.
Μόλις καταποθεί, η επικάλυψη διαλύεται και απελευθερώνει τόσο το φάρμακο όσο και την κεραία. Η κεραία λαμβάνει ένα σήμα από μια εξωτερική συσκευή και, με τη βοήθεια ενός μικρού τσιπ ραδιοσυχνοτήτων, στέλνει πίσω επιβεβαίωση ότι το χάπι έχει ληφθεί. Αυτή η διαδικασία συνήθως ολοκληρώνεται μέσα σε 10 λεπτά.
Το τσιπ ραδιοσυχνοτήτων έχει διαστάσεις περίπου 400 επί 400 μικρόμετρα και είναι ένα έτοιμο εμπορικό εξάρτημα που δεν βιοδιασπάται. Έχει σχεδιαστεί ώστε να αποβάλλεται φυσικά από το σώμα. Όλα τα άλλα μέρη του συστήματος διασπώνται στο στομάχι μέσα σε περίπου μία εβδομάδα.
«Τα εξαρτήματα είναι σχεδιασμένα να διασπώνται μέσα σε ημέρες, χρησιμοποιώντας υλικά με καλά τεκμηριωμένα προφίλ ασφάλειας, όπως ο ψευδάργυρος και η κυτταρίνη, τα οποία χρησιμοποιούνται ήδη ευρέως στην ιατρική. Στόχος μας είναι να αποφύγουμε τη μακροχρόνια συσσώρευση, ενώ παράλληλα να επιτρέπουμε αξιόπιστη επιβεβαίωση ότι ένα χάπι λήφθηκε, και η μακροπρόθεσμη ασφάλεια θα συνεχίσει να αξιολογείται καθώς η τεχνολογία προχωρά προς κλινική χρήση» λένε οι ερευνητές.
Ο μηχανισμός
Δοκιμές σε ζωικά μοντέλα έδειξαν ότι το σήμα ραδιοσυχνοτήτων μπορεί να σταλεί από το εσωτερικό του στομάχου και να ανιχνευθεί από έναν εξωτερικό δέκτη σε απόσταση έως και περίπου 60 εκατοστών. Αν προσαρμοστεί για χρήση σε ανθρώπους, οι ερευνητές οραματίζονται μια φορητή συσκευή που θα λαμβάνει το σήμα και θα προωθεί την πληροφορία στους επαγγελματίες υγείας του ασθενούς.
Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει την προκλινική έρευνα και ελπίζει να ξεκινήσει δοκιμές του συστήματος σε ανθρώπους. Μια ομάδα που θα μπορούσε να ωφεληθεί ιδιαίτερα περιλαμβάνει ασθενείς που έχουν υποβληθεί πρόσφατα σε μεταμόσχευση οργάνου και πρέπει να λαμβάνουν ανοσοκατασταλτικά φάρμακα για να αποτρέψουν την απόρριψη.
«Θέλουμε να δώσουμε προτεραιότητα σε φάρμακα όπου η μη συμμόρφωση μπορεί να έχει πραγματικά επιζήμιες συνέπειες για το άτομο», λέει ο Τραβέρσο.
Άλλοι πιθανοί ωφελούμενοι περιλαμβάνουν άτομα με πρόσφατα τοποθετημένα στεντ που χρειάζονται φαρμακευτική αγωγή, ασθενείς με χρόνιες λοιμώξεις όπως η φυματίωση καθώς και άτομα με νευροψυχιατρικές παθήσεις που μπορεί να δυσχεραίνουν τη συνεπή λήψη φαρμάκων.
