PULSED (kurz für Particles Uniformly Liquified and Sealed to Encapsulate Drugs), heißt die neue Technologie, die Bioingenieure der Rice University in Texas entwickelt haben. Mehr als 300 der kleinen, ungiftigen und biologisch abbaubaren Zylinder aus dem 3D-Drucker passen in eine herkömmliche Injektionsnadel.
Diese Mikro-Zylinder bestehen aus einem in der klinischen Medizin oft verwendeten Polymer namens PLGA, welches sich je nach Rezeptur unterschiedlich schnell auflöst. McHugh und der Doktorand Tyler Graf können den Zeitraum, in dem die in den Mikro-Partikeln enthaltenen Medikamente freigesetzt werden, von einem Tag bis zu fünf Wochen variieren. Dadurch könnte PULSED den schätzungsweise 50 Prozent der Menschen helfen, die ihre Medikamente nicht ordnungsgemäß einnehmen.
Bei der Entwicklung dieser Mikrokapseln galt es zu vermeiden, dass ein größerer Teil des Medikamentes früh und der kleine Rest langsam über Tage hinweg freigesetzt wird, wie es bei der herkömmlichen Arzneiverkapselung der Fall ist. Dies führt dazu, dass sich die Dosis am ersten Tag schnell der Toxizitätsgrenze nähert und zu späteren Zeitpunkten die geringe Dosis keine Wirkung mehr zeigt. PULSED kann jedoch so angepasst werden, dass dieses Problem der Freisetzung umgangen und eine konstante Wirkstoffabgabe gewährleistet wird, wie die Forscher erklären.
Die Anwendungsmöglichkeiten für die neuen Mikrokapseln sind vielfältig. “Bei toxischen Krebs-Chemotherapien möchte man das Gift auf den Tumor konzentrieren und nicht auf den Rest des Körpers”, sagt McHugh. “Unsere Mikropartikel bleiben dort, wo man sie hinbringt. Die Idee ist, die Chemotherapie wirksamer zu machen und ihre Nebenwirkungen zu verringern, indem man eine verlängerte, konzentrierte Dosis der Medikamente genau dorthin bringt, wo sie gebraucht wird.” Auch bei vielen chronischen Krankheiten wäre eine konstante Abgabe bestimmter Wirkstoffe ideal. “Damit kann man den Patienten eine Spritze geben und sie sind für die nächsten Monate versorgt”, so McHugh.
Bisher hatte die Forschung Schwierigkeiten mit der Versiegelung der PLGA-Hüllstruktur. Die für PULSED entscheidende kontaktlose Versiegelung durch Erhitzen der Öffnung dauert nur wenige Sekunden und wurde vom Forscherteam fast zufällig entdeckt.
