Au cours du siècle dernier, il y a eu des progrès étonnants dans la science médicale, conduisant au développement de l'efficacité, médicaments efficaces pour traiter le cancer et une grande variété d'autres maladies. Mais la dispersion aléatoire des médicaments dans tout le corps diminue souvent leur efficacité et, encore pire, endommage les tissus sains. Un bon exemple de ceci est l'utilisation de médicaments de chimiothérapie, qui agissent pour bloquer la division cellulaire, causant la perte de cheveux et des problèmes intestinaux chez les patients cancéreux (la croissance des cheveux et l'élimination des déchets dépendent toutes deux d'un renouvellement cellulaire rapide).

Cela a conduit à un effort mondial pour développer des systèmes plus intelligents pour l'administration de médicaments qui cibleront plus efficacement la partie spécifique du corps touchée par le cancer, contournant les tissus sains. Un récent numéro de Matériaux et interfaces appliqués ACS présente des travaux novateurs dans le domaine de la Faculté de biotechnologie et de génie alimentaire du Technion.

La doctorante Alona Shagan et le professeur adjoint Boaz Mizrahi ont développé une technologie qui permet aux médicaments d'être délivrés et libérés uniquement dans les tissus malades ciblés par le médicament. La nouvelle méthode utilise un revêtement polymère unique qui contient des particules d'or à l'échelle nanométrique, en plus du médicament lui-même. Le médicament ne se libère que lorsqu'une lumière éclaire les particules d'or, faisant fondre le revêtement polymère.

"Les matériaux photo-déclenchés remplissent un rôle vital dans une gamme d'applications biomédicales, " a déclaré Shagan. "Mais malgré cet énorme potentiel, ces matériaux sont rarement utilisés en raison des toxines présentes dans le revêtement polymère lui-même, et les dommages causés par la lumière à haute énergie (ondes courtes).

Les chercheurs ont conçu la méthode de livraison unique en son genre pour libérer sous une lumière à ondes longues (proche infrarouge, NIR). La lumière réchauffe les nanocoquilles d'or, faire fondre l'emballage en polymère, et libérant le médicament. Le principal avantage de la lumière NIR est sa capacité à pénétrer les tissus corporels sans les endommager.

"Nous avons développé un matériau avec des points de fusion variables, nous permettant de le contrôler à l'aide de faibles intensités, " explique le professeur Mizrahi. " Notre système est composé de matériaux approuvés par la FDA, et nous sommes relativement proches de l'application clinique."

Les chercheurs pensent que cette nouvelle technologie peut être utilisée pour une variété d'autres applications, telles que le scellement des blessures internes et externes, maintien temporaire des tissus pendant la chirurgie, ou comme échafaudages biodégradables pour la croissance d'organes transplantés. Il peut même être possible d'utiliser le polymère dans le cadre du processus d'auto-cicatrisation, ce qui lui confère un large éventail d'applications médicales et non médicales.

"Cet article se concentre sur le concept et le matériau :comment nous pouvons concevoir le matériau pour répondre à ces exigences physiques et mécaniques particulières, " explique le professeur Mizrahi. " La prochaine étape consistera à créer des particules contenant les médicaments afin que nous puissions tester leur efficacité améliorée à l'aide de cette technologie d'administration. Nous en discuterons dans un prochain article."