Replanteamiento de la administración de fármacos: Un avance en los parches de microagujas
Prometedor proceso de fabricación de matrices de microagujas capaces de administrar fármacos proteicos por vía subcutánea sin dañar la piel
La dolorosa sensación de recibir una inyección a través de una aguja hipodérmica o con la desagradable sensación de tragar una gran píldora es una sensación mundialmente conocida. Pero, ¿y si se estuviera preparando una forma revolucionaria y más suave de administrar medicamentos? Desde hace más de dos décadas, los investigadores han estudiado varios tipos de microagujas como método mínimamente invasivo para la administración transdérmica de fármacos. Las matrices de microagujas pueden diseñarse para ser cargadas con un fármaco o sustancia química, que luego liberan con el tiempo en el torrente sanguíneo tras perforar ligeramente más allá de las capas de la piel.
(Izquierda) Ilustración esquemática de las microagujas desarrolladas, que absorben el líquido intersticial bajo la piel y liberan el fármaco precargado. (Derecha) Imagen lateral de una microaguja cargada con rodamina B (colorante rosa), que se difunde tras perforar una muestra de piel porcina; las líneas de puntos amarillas indican el lugar en el que las agujas perforaron la piel.
Kazuaki Matsumura from JAIST
Las microagujas ofrecen varias ventajas en comparación con otros tipos de administración de fármacos. En primer lugar, son indoloras y no causan prácticamente ningún daño a la piel ni sangrado. En segundo lugar, pueden autoadministrarse. En tercer lugar, a diferencia de las agujas tradicionales, la eliminación de las microagujas es mucho más fácil, ya que no dejan residuos peligrosos. Por desgracia, aún quedan algunos problemas por resolver antes de que las microagujas se conviertan en la próxima gran novedad de la sanidad. Uno de ellos es su coste de fabricación, que suele implicar moldes, materiales y maquinaria caros. Otro problema es la agregación y degradación de las proteínas cuando se precargan las microagujas con un medicamento basado en proteínas, ya que estas moléculas son bastante sensibles a condiciones externas como la temperatura, la acidez y la concentración de sal.
En un estudio reciente publicado en Biomacromolecules, dos equipos de investigación de Japón y Tailandia colaboraron para abordar las principales limitaciones de las microagujas existentes. Por un lado, el profesor Kazuaki Matsumura, del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón (JAIST), y el estudiante de doctorado Harit Pitakjakpipop, del JAIST-SIIT, desarrollaron y aplicaron un polímero funcional que suprime eficazmente la agregación de proteínas. Por otro lado, el Dr. Paisan Khanchaitit y su equipo de la Agencia Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (NANOTEC), de Tailandia, perfeccionaron un método de fabricación de microagujas adecuado para la escala industrial basado en la fotolitografía. Combinando estos dos esfuerzos, los equipos consiguieron producir parches de microagujas con varias propiedades atractivas y una potencial escalabilidad a entornos clínicos.
Las propias microagujas están hechas de un hidrogel no degradable y biocompatible que también contiene polisulfobetaína zwitteriónica (poli-SPB). Como se informó en estudios anteriores de los mismos autores, este polímero suprime la agregación de proteínas. Así, los investigadores lo incorporaron durante el proceso de fabricación y demostraron que las proteínas precargadas en las microagujas eran estables incluso cuando se sometían a diversas tensiones externas.
Además, los científicos desarrollaron una forma sencilla y rentable de fabricar matrices de microagujas con los materiales mencionados. Recurrieron a la fotolitografía, un proceso en el que se utiliza una fotomáscara para bloquear selectivamente la luz ultravioleta que llega a una superficie objetivo para controlar las reacciones químicas localmente, como explica el Dr. Khanchaitit: "La luz ultravioleta que atraviesa la fotomáscara genera radicales libres en la resina polimérica durante el proceso de fabricación, lo que da lugar a la fotopolimerización y a la posterior formación de patrones de estructuras de microagujas en 3D sobre un sustrato transparente y flexible". Este procedimiento de fabricación sólo requiere un equipo barato y tarda unos cinco minutos, pero produce microagujas en forma de estrella de cuatro puntas con una notable resistencia mecánica.
Para probar el rendimiento de estas matrices de microagujas para la administración de fármacos, los investigadores las cargaron con 50 microlitros de soluciones de fármacos que contenían rodamina B como colorante junto con lisozima e insulina como proteínas de ejemplo. Mediante varios experimentos en piel porcina, los equipos comprobaron que sus parches de microagujas ofrecían tanto una alta capacidad de carga de fármacos como una elevada tasa de liberación de los mismos. Además, confirmaron que las microagujas podían cargar y conservar simultáneamente varios fármacos y proteínas hidrosolubles, eliminando la necesidad de refrigeración.
En general, las matrices de microagujas propuestas parecen ser una plataforma notablemente prometedora para la administración de fármacos terapéuticos y vacunas, como concluye el profesor Matsumura: "Las características superiores de nuestras microagujas pueden cambiar la forma de administrar los fármacos y podrían permitir el desarrollo y la administración de medicamentos avanzados basados en proteínas para el tratamiento de diversos trastornos." ¿Quién sabe qué otras innovaciones revolucionarias en medicina nos esperan en el futuro?
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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