Terinspirasi oleh cacing parasit, para peneliti menciptakan mesin miniatur yang mengirimkan obat secara efisien.

Ketika sebuah towbar terbuka, di sebelah kiri, terkena suhu internal tubuh, ia menutup dinding naluri. Di tengah grapple ada ruang untuk obat dosis kecil. Kredit: Universitas Johns Hopkins

Theragrippers terinspirasi oleh cacing parasit yang menempel di usus inang.

Terinspirasi oleh cacing parasit yang memasukkan gigi tajamnya ke dalam usus inangnya, peneliti John Hopkins telah merancang perangkat mikro kecil berbentuk bintang yang dapat menempel pada mukosa usus dan melepaskan obat ke dalam tubuh.

David Gracias, seorang profesor di School of Engineering di Johns Hopkins University, dan gastroenterologist John Hopkins, Florin M. Celaru, Ph.D., direktur John Hopkins Center for Inflammatory Bowel Disease, memimpin tim peneliti dan insinyur biomedis yang dirancang dan diuji perangkat mikro pengubah bentuk yang meniru cara cacing tambang parasit menempel ke usus tubuh.

Terbuat dari logam dan film tipis yang dapat berubah bentuk dan dilapisi dengan lilin parafin termosensitif, theragrippers, masing-masing seukuran bintik, berpotensi membawa obat apa pun dan melepaskannya secara bertahap ke dalam tubuh.

Tim tersebut baru-baru ini mempublikasikan hasil penelitian pada hewan sebagai artikel utama di jurnal tersebut Kemajuan ilmiah.

Pelepasan obat secara bertahap atau berkepanjangan adalah tujuan pengobatan yang telah lama dicari. Celaru menjelaskan bahwa masalah dengan obat pelepasan yang diperpanjang adalah bahwa mereka sering melewati saluran gastrointestinal sebelum mereka selesai mengeluarkan obat.

Theragripper pada tampon

Teragriter adalah seukuran setitik debu. Pad ini berisi lusinan perangkat kecil. Kredit: Universitas Johns Hopkins

“Kontraksi normal dan relaksasi otot-otot saluran pencernaan membuat obat yang dilepaskan dalam waktu lama tidak mungkin berada di usus cukup lama bagi pasien untuk menerima dosis penuh,” kata Selaru, yang telah bekerja dengan Gracias selama lebih dari 10 tahun. “Kami berupaya untuk mengatasi masalah ini dengan merancang obat pembawa kecil yang dapat secara mandiri menempel pada mukosa usus dan mempertahankan beban obat di saluran pencernaan selama durasi yang diinginkan.

Ribuan terapis dapat ditemukan di saluran pencernaan. Ketika lapisan parafin grippers mencapai suhu tubuh, perangkat menutup secara mandiri dan menempel ke dinding usus besar. Tindakan penutupan menyebabkan perangkat heksagonal miniatur menggali ke dalam mukosa dan tetap melekat pada usus besar, di mana mereka dipertahankan dan secara bertahap melepaskan muatannya ke dalam tubuh. Akhirnya, teragippers menurunkan berat badan dan dikeluarkan dari usus melalui fungsi otot gastrointestinal yang normal.

Gracias telah membuat kemajuan dalam teknik biomedis dalam beberapa tahun terakhir.

“Kami telah melihat pengenalan perangkat cerdas dinamis yang dirancang mikro yang dapat dikendalikan oleh sinyal listrik atau kimia,” katanya. “Tapi gripper ini sangat kecil sehingga baterai, antena, dan komponen lain tidak muat di dalamnya.”

Theragrippers, kata Gracias, tidak bergantung pada listrik, sinyal nirkabel, atau kontrol eksternal. “Sebaliknya, mereka bekerja sebagai pegas kecil yang dikompresi dengan lapisan yang diaktifkan panas pada perangkat yang melepaskan energi yang tersimpan secara mandiri pada suhu tubuh.”

Peneliti dari Hopkins telah mengembangkan perangkat dengan sekitar 6.000 terapis untuk pelat silikon 3 inci. Dalam percobaan pada hewan, mereka memasukkan obat penghilang rasa sakit ke tangan. Para peneliti menemukan bahwa hewan yang diobati dengan terapi memiliki konsentrasi penghilang rasa sakit yang lebih tinggi dalam darah mereka daripada kelompok kontrol. Obat tersebut tetap berada dalam sistem uji selama hampir 12 jam dibandingkan dengan dua jam pada kelompok kontrol.

Referensi: “Gastrointestinal, perangkat mikro pengubah bentuk memperpanjang pelepasan obat in vivo” oleh Arijit Ghosh, Ling Li, Liyi Xu, Ranjeet P. Dash, Neha Gupta, Jenny Lam, Qianru Jin, Venkata Akshintala, Gayatri Pahapale, Wangqu Liu, Anjishnu Sarkar, Rana Rais, David H. Gracias dan Florin M. Selaru, 28 Oktober 2020, Kemajuan ilmiah.
DOI: 10.1126 / sciadv.abb4133

Selain Gracias dan Selaru, penulis artikel jurnal tersebut adalah Arijit Ghosh, Liyi Xu, Neha Gupta, Qianru Lin, Gayatri Pahapale, Wangqu Lu, dan Anjishnu Sarkar dari Universitas Johns Hopkins, Departemen Teknik Kimia dan Biomolekuler; Ling Lee dan Venkata Akshintala dari Departemen Gastroenterologi dan Hepatologi di Universitas Johns Hopkins; Ranjeet Dash, Jenny Lam dan Rana Rais dari Johns Hopkins Drug Discovery dan Johns Hopkins University Department of Neurology.

Pekerjaan ini didanai oleh National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering di National Institutes of Health dan National Science Foundation. Universitas Johns Hopkins telah mengajukan paten atas nama Gracias dan Selaru terkait teknologi ini, sesuai dengan kebijakan konflik kepentingan universitas.

Teknologi ini tersedia untuk lisensi melalui Johns Hopkins Technology Ventures.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.