p Uma equipe de pesquisadores criou um novo sistema de entrega de drogas implantável usando nanofios que podem ser controlados sem fio. p Os nanofios respondem a um campo eletromagnético gerado por um dispositivo separado, que pode ser usado para controlar a liberação de um medicamento pré-carregado. O sistema elimina tubos e fios exigidos por outros dispositivos implantáveis ​​que podem levar a infecções e outras complicações, disse o líder da equipe Richard Borgens, Mari Hulman George, professora de Neurociência Aplicada da Purdue University e diretora do Purdue's Center for Paralysis Research.

p "Esta ferramenta nos permite aplicar medicamentos conforme necessário diretamente no local da lesão, que poderia ter amplas aplicações médicas, "Borgens disse." A tecnologia está nos estágios iniciais de teste, mas esperamos que um dia isso possa ser usado para fornecer medicamentos diretamente para lesões da medula espinhal, ulcerações, lesões ósseas profundas ou tumores, e evitar os terríveis efeitos colaterais do tratamento sistêmico com esteróides ou quimioterapia. "

p A equipe testou o sistema de entrega de drogas em camundongos com lesões por compressão na medula espinhal e administrou o corticosteroide dexametasona. O estudo mediu um marcador molecular de inflamação e formação de cicatriz no sistema nervoso central e descobriu que ele foi reduzido após uma semana de tratamento. Um artigo detalhando os resultados será publicado em uma próxima edição da Jornal de Liberação Controlada e atualmente está disponível online.

p Os nanofios são feitos de polipirrol, um material polimérico condutor que responde a campos eletromagnéticos. Wen Gao, um pesquisador de pós-doutorado no Center for Paralysis Research que trabalhou no projeto com Borgens, cresceu os nanofios verticalmente sobre uma base de ouro fina, como pequenas fibras que formam um pedaço de tapete felpudo centenas de vezes menor do que uma célula humana. Os nanofios podem ser carregados com uma droga e, quando o campo eletromagnético correto é aplicado, os nanofios liberam pequenas quantidades de carga útil. Este processo pode ser iniciado e interrompido à vontade, como apertar um botão, usando o dispositivo de estimulação de campo eletromagnético correspondente, Borgens disse.

p Os pesquisadores capturaram e transportaram um pedaço do tapete de nanofios em gotas de água que foram usadas para levá-lo ao local da lesão. Os patches de nanofio aderem ao local da lesão por meio da tensão superficial, Disse Gao.

p A magnitude e a forma de onda do campo eletromagnético devem ser ajustadas para obter a liberação ideal da droga, e os mecanismos precisos que liberam a droga ainda não são bem compreendidos, ela disse. A equipe está investigando o processo de liberação.

p O campo eletromagnético provavelmente está afetando a interação entre o nanomaterial e as moléculas da droga, Borgens disse.

p "Achamos que é uma combinação de efeitos de carga e a mudança de forma do polímero que permite que ele armazene e libere drogas, "disse ele." É um processo reversível. Uma vez que o campo eletromagnético é removido, o polímero volta à arquitetura inicial e retém as moléculas restantes da droga. "

p Para cada droga diferente, a equipe precisaria encontrar o campo eletromagnético ideal correspondente para sua liberação, Disse Gao.

p Este estudo se baseia em trabalhos anteriores de Borgens e Gao. Gao primeiro teve que descobrir como fazer crescer o polipirrol em uma longa arquitetura vertical, o que permite reter grandes quantidades de um medicamento e estende o período potencial de tratamento. A equipe então demonstrou que poderia ser manipulado para liberar dexametasona sob demanda. Um artigo detalhando o trabalho, intitulado "Action at a Distance:Functional Drug Delivery using Electromagnetic-Field-Responsive Polypyrrole Nanowires, "foi publicado no jornal Langmuir .

p Outros membros da equipe envolvidos na pesquisa incluem John Cirillo, quem projetou e construiu o sistema de estimulação de campo eletromagnético; Youngnam Cho, um ex-membro do corpo docente do Centro de Pesquisa de Paralisia de Purdue; e Jianming Li, um professor assistente de pesquisa no centro.

p Para o estudo mais recente, a equipe usou ratos que foram geneticamente modificados, como a proteína Glial Fibrillary Acidic Protein, ou GFAP, é luminescente. O GFAP é expresso em células chamadas astrócitos, que se reúnem em grande número nas lesões do sistema nervoso central. Os astrócitos fazem parte do processo inflamatório e formam um tecido cicatricial, Borgens disse.

p Um patch de 1-2 milímetros de nanofios dopado com dexametasona foi colocado em lesões da medula espinhal que foram expostas cirurgicamente, Borgens disse. As lesões foram então fechadas e um campo eletromagnético foi aplicado por duas horas por dia durante uma semana. No final da semana, os camundongos tratados tiveram um sinal GFAP mais fraco do que os grupos de controle, que incluiu ratos que não foram tratados e aqueles que receberam um patch de nanofio, mas não foram expostos ao campo eletromagnético. Em alguns casos, os camundongos tratados não apresentaram sinal GFAP detectável.

p Não foi estudado se a redução nos astrócitos teve algum impacto significativo na cura da medula espinhal ou nos resultados funcionais. Além disso, a concentração da droga mantida durante o tratamento não é conhecida porque está abaixo dos limites de detecção sistêmica, Borgens disse.

p "Este método permite muito, dose muito pequena de um medicamento para efetivamente servir como uma grande dose exatamente onde você precisa, "Borgens disse." No momento em que a droga se difunde do local para o resto do corpo, é em quantidades que são indetectáveis ​​nos testes usuais para monitorar a concentração de drogas na corrente sanguínea.

p O polipirrol é um material inerte e biocompatível, mas a equipe está trabalhando para criar uma forma biodegradável que se dissolva após o término do período de tratamento, ele disse.

p A equipe também está tentando aumentar a profundidade em que o dispositivo de administração de drogas funcionará. O sistema atual parece estar limitado a uma profundidade no tecido de menos de 3 centímetros, Disse Gao.