Ser inyectado en la oficina del doctor podría volverse mucho menos doloroso en el futuro no tan distante. Drogas inyectadas a chorro podrían mejorar la aceptación de pacientes, y reducir los pinchazos de aguja accidentales.
Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).
Investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) han desarrollado un dispositivo que entrega un pequeño chorro a alta presión de medicina a través de la piel sin el uso de agujas hipodérmicas. El dispositivo puede ser programado para entregar un rango de dosis a varias profundidades – una mejora sobre sistemas de inyección a chorro similares que ahora están disponibles comercialmente.
Los investigadores dicen que entre otros beneficios, la tecnología puede ayudar a reducir el potencial de lesiones causadas por pinchazos de agujas; el Centro para el Control y Prevención de Enfermedades estima que los trabajadores de la salud basados en hospitales se pinchan accidentalmente con agujas 385,000 veces cada año. Un dispositivo sin agujas también puede ayudar a mejorar la aceptación entre pacientes que podrían de otra manera evitar la incomodidad de inyectarse a sí mismos regularmente con drogas como la insulina.
“Si tienes miedo de las agujas y tienes que auto-inyectarte frecuentemente, la aceptación podría ser un problema”, dice Catherine Hogan, una científica investigadora en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y un miembro del equipo investigador. “Pensamos que este tipo de tecnología … evita algunas de las fobias que la gente puede tener sobre las agujas”.
El equipo reporta el desarrollo de esta tecnología en el diario Ingeniería y Física Médica.
Dejando la aguja detrás
En las recientes décadas pasadas, los científicos han desarrollado varias alternativas a las agujas hipodérmicas. Por ejemplo, los parches de nicotina liberan drogas lentamente a través de la piel. Pero estos parches solo pueden liberar moléculas de droga lo suficientemente pequeñas para pasar a través de los poros de la piel, limitando el tipo de medicina que puede ser entregada.
Con la entrega de drogas más grandes basadas en proteínas al alza, los investigadores han estado desarrollado nuevas tecnología capaces de entregarlas – incluyendo inyectores a chorro, que producen un chorro de drogas a alta velocidad que penetran la piel. Mientras que hay varios dispositivos basados en chorro en el mercado de hoy, Hogan nota que hay desventajas en estos dispositivos disponibles comercialmente. Los mecanismos que usan, particularmente en diseños con resortes, son esencialmente “dispara o nada”, liberando una bobina que expulsa la misma cantidad de droga a la misma profundidad cada vez.
Abriendo la piel
Ahora el equipo del MIT, liderado por Ian Hunter, el Profesor de Ingeniería Mecánica de George N. Hatsopoulos, ha creado un sistema de inyección de chorro que entrega un rango de dosis a profundidades variables en una manera altamente controlada. El diseño esta construido alrededor de un mecanismo llamado un actuador de fuerza Lorentz – un pequeño y poderoso imán rodeado por una bobina o cable que está fijado a un pistón dentro de una ampolleta de droga. Cuando la corriente es aplicada, interactúa con el campo magnético para producir una fuerza que empuja el pistón hacia adelante, expulsando la droga a una presión y velocidad muy alta (casi la velocidad del sonido en el aire) a través de la boquilla de la ampolleta – una abertura tan ancha como la probóscide de un mosquito (el apéndice alargado y tubular situado en la cabeza de un animal).
La velocidad de la bobina y la velocidad impartida a la droga puede ser controlada por la cantidad de corriente aplicada; el equipo del MIT generó perfiles de presión que modulan la corriente. La forma de las ondas resultantes generalmente consisten de dos fases distintas: una fase inicial de alta presión en la que el dispositivo expulsa la droga a una velocidad lo suficientemente alta para “abrir” la piel y alcanzar la profundidad deseada, seguida de una fase de baja presión donde la droga es entregada en un chorro más lento que puede ser fácilmente absorbido por el tejido circundante.
A través de pruebas, el grupo encontró que varios tipos de piel pueden requerir diversas formas de onda para entregar volúmenes adecuados de drogas a la profundidad deseada.
“Si estoy abriendo la piel de un bebé para entregar vacuna, no necesitaré tanta presión como la que necesito para abrir mi piel”, dice Hogan. “Podemos ajustar el perfil de presión para poder hacer eso, y es la belleza de este dispositivo”.
Samir Mitragotri, un profesor de ingeniería química en la Universidad de California en Santa Bárbara, está desarrollando nuevas maneras de entregar drogas, incluyendo vía inyección a chorro. Mitragotri, quien no estuvo involucrado con la investigación, ve la tecnología del grupo como un paso prometedor más allá de los diseños de inyección a chorro actualmente en el mercado.
“Los inyectores a chorro disponibles comercialmente … proveen un control limitado, que limita sus aplicaciones a ciertas drogas o poblaciones de pacientes”, dice Mitragotri.
“[Este] diseño provee un control excelente sobre los parámetros del chorro, incluyendo velocidad y dosis … esto mejorará la aplicabilidad de los dispositivos de droga sin agujas”.
El equipo también está desarrollando una versión del dispositivo para la entrega transdermal de drogas ordinariamente encontradas en forma de polvo al programar el dispositivo para vibrar, convirtiendo el polvo en una forma “fluidizada” que puede ser entregada a través de la piel similar a como se entrega un líquido. Hunter dice que dicho vehículo de entrega de polvo podría ayudar a resolver lo que es conocido como el problema de “cadena fria”: Vacunas entregadas a países desarrollados necesitan ser refrigeradas si están en forma líquida. Comúnmente, los enfriadores se rompen, echando a perder lotes enteros de vacunas. En su lugar, dice Hunter que una vacuna que pueda ser administrada en forma de polvo no requiere de enfriamiento, evitando los problemas de cadena fría.
Reimpreso con permiso de MIT News.
Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)