Si les médicaments doivent pénétrer dans le corps sans douleur et efficacement, ils peuvent être administrés via des patchs cutanés. Des chercheurs de l'Empa et de l'Université de Fribourg développent actuellement des nano-conteneurs pour des agents thérapeutiques pouvant être contrôlés par la lumière.

Tous les médicaments ne conviennent pas à l'administration orale sous forme de pilule ou ne peuvent être injectés avec une seringue. La peau – notre plus grand organe – offre quant à elle une surface large et perméable pour absorber les substances actives. Nicotine, les analgésiques et les contraceptifs peuvent déjà être administrés par voie cutanée à l'aide de patchs. Des chercheurs de l'Empa à Saint-Gall et de l'Institut Adolphe Merkle de l'Université de Fribourg développent actuellement un système, avec lequel l'effet des médicaments peut être contrôlé par des interrupteurs d'éclairage. Cela permet un contrôle précis, par exemple, du dosage des principes actifs et ouvre de nouvelles possibilités de thérapies avec les patchs « transdermiques ».

La lumière s'allume de la nature

Pour s'assurer que les ingrédients du patch peuvent être contrôlés avec précision, les chercheurs ont conçu un interrupteur d'éclairage moléculaire inspiré de la nature. "Notre interrupteur fonctionne de la même manière que la rétine de l'œil humain, " déclare Luciano Boesel du Laboratoire de membranes et textiles biomimétiques de l'Empa. Comme les pigments naturels de l'œil, ces photochromes synthétiques peuvent également être activés par la lumière. Les commutateurs moléculaires ont été intégrés dans des nanosphères polymères, qui ont été remplis de substances d'essai pour les expériences initiales.

Lorsque ces nano-réacteurs sont exposés à une lumière d'une certaine longueur d'onde, ils changent de structure. Ainsi, leur surface devient perméable et les substances chimiquement actives peuvent diffuser du nano-réacteur dans l'environnement. Si la couleur de la lumière change, dire du vert au rouge, la réaction chimique s'arrête en quelques secondes. La coque des nano-réacteurs devient imperméable et les réacteurs sont prêts pour la prochaine utilisation.

Dans le futur, ces nano-réacteurs avec interrupteur de lumière intégré serviront de réservoirs d'agents thérapeutiques. "Les interrupteurs de lumière peuvent être utilisés pour tout le spectre entre 450 et 700 nanomètres de longueur d'onde, c'est-à-dire pour la lumière colorée du bleu au rouge, " explique Boesel. Cela ouvre de nombreuses possibilités pour l'administration contrôlée de plusieurs médicaments ou pour des cascades de réactions complexes en un seul patch. L'équipe travaille désormais avec le soutien du Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS) et du Centre national de compétences en Recherche de matériaux bio-inspirés pour optimiser davantage le nano-réacteur avec interrupteur d'éclairage. nous étudierons la libération contrôlable avec précision de substances qui sont déjà approuvées pour une application à travers la peau, comme certains analgésiques, " dit le chercheur. A l'avenir, cependant, de nombreux traitements supplémentaires utilisant des "pansements avec interrupteurs d'éclairage" sont réalisables.