Succesvolle menselijke tests voor de eerste draadloos gereguleerde drug delivery chip

Een studie gepubliceerd in de 16 februari online editie van Wetenschap Translationele geneeskunde laat zien dat MIT-hoogleraren en wetenschappers van MicroCHIPS Inc. Robert Langer en Michael Cima erin geslaagd zijn een microchip te ontwikkelen die dagelijkse doses van een osteoporosemedicatie aflevert, die meestal door injectie wordt gegeven. Dit succes komt voort uit een idee dat de onderzoekers ongeveer 15 jaar geleden ontwikkelden - om een ??programmeerbare, draadloos gestuurde microchip te maken die na implantatie medicijnen in het lichaam van een patiënt kon afleveren. De studie werd gefinancierd en gecontroleerd door MicroCHIPS.
Volgens Langer zouden deze positieve testresultaten kunnen helpen leiden tot een nieuwe generatie van geneesmiddelen voor telegeneeskunde - het toedienen van medicijnen over een afstand.
Langer, de professor aan het MIT van David H. Koch, legt uit:

"Je zou letterlijk een apotheek op een chip kunnen hebben, je kunt op afstand de levering regelen, je kunt pulserende medicijnen laten afleveren en je kunt meerdere medicijnen toedienen."

Het team gebruikte het programmeerbare apparaat om teriparatide (een medicatie tegen osteoporose) toe te dienen aan zeven vrouwen in de leeftijd tussen 65 en 70 jaar. De onderzoekers ontdekten dat het apparaat doseringen kon toedienen die vergelijkbaar waren met injecties, en er waren geen negatieve bijwerkingen.
Deze programmeerbare microchips kunnen niet alleen de behandeling van osteoporose aanzienlijk veranderen, maar ook behandelingen voor verschillende andere ziekten, waaronder multiple sclerose en kanker.

Robert Farra, president en chief operating office bij MicroCHIPS en hoofdauteur van de studie, zei:

"Patiënten met chronische ziekten, regelmatige pijnbeheersingsbehoeften of andere aandoeningen waarvoor frequente of dagelijkse injecties nodig zijn, zouden baat kunnen hebben bij deze technologie."

Cima, de David H. Koch hoogleraar Engineering aan het MIT, legde uit:

"Compliance is erg belangrijk in veel drugregimes, en het kan erg moeilijk zijn om patiënten een geneesmiddelregime te geven waarbij ze zichzelf injecties moeten geven. Dit voorkomt het compliance-probleem volledig en wijst naar een toekomst waarin je volledig geautomatiseerde geneesmiddelenregimes. "

Precisie bereiken

Het team begon halverwege de jaren negentig met het apparaat. Onder leiding van Cima en Langer werkte John Santini, toen een student van de Universiteit van Michigan die MIT bezocht, aan de implanteerbare chip als een zomerproject. Santini, die ook een auteur van de studie is, keerde later terug naar MIT als een afgestudeerde student om het project voort te zetten.
Het team publiceerde hun eerste bevindingen in Nature in 1999 en MicroCHIPS werd opgericht en een licentie verleend voor de microchip-technologie van MIT. MicroCHIPS verfijnde de chips, inclusief het toevoegen van een release-systeem dat betrouwbaar werkt in levend weefsel en een hermetische afsluiting.
Langer zegt:

"Teriparatide is een polypeptide en daarom veel minder chemisch stabiel dan medicijnen met een klein molecuul, dus het hermetisch afsluiten om het te behouden was een belangrijke prestatie."

In januari 2011 hebben de deelnemers van de klinische proef in Denemarken de fiches geïmplanteerd tijdens een procedure van 30 minuten bij een arts op lokaal anestheticum. De fiches bleven 4 maanden in de deelnemer. Cima zei dat de deelnemers onthulden dat ze vaak vergaten dat ze zelfs het implantaat hadden en dat het apparaat veilig was gebleken.
Elk van de microchips die in de proef werden gebruikt, bevatte 20 doses teriparatide. Elke dosis werd afzonderlijk verzegeld in kleine reservoirs ongeveer ter grootte van een speldenprik. Elk reservoir is afgesloten met een laagje titanium en platina dat smelt wanneer een kleine elektrische stroom wordt toegepast, waardoor de medicatie in het lichaam wordt vrijgegeven. Het bedrijf werkt momenteel aan het maken van apparaten die honderden doses drugs per chip kunnen bevatten.
Omdat de chips programmeerbaar zijn, kunnen doses op afstand worden geactiveerd via radiocommunicatie via een speciale frequentie, Medical Medical Communication Service (MICS), of van tevoren worden gepland. Het team streeft ernaar het MICS-bereik uit te breiden, aangezien de huidige versies slechts over een afstand van enkele centimeters werken.

Consistente resultaten

In de huidige studie, het team gemeten botvorming bij osteoporose patiënten geïmplanteerd met de chip, en ontdekte dat vergelijkbaar is met die waargenomen bij personen die dagelijks injecties van teriparatide. Bovendien vonden de onderzoekers dat de door implantaat toegediende doseringen minder variatie hadden dan de doseringen die door injectie werden toegediend.
Farra legt uit dat het bedrijf van plan is toestemming te vragen voor aanvullende proeven bij mensen, zodra de a-versie van het implantaat waarin een grotere hoeveelheid doses kan worden bewaard, gereed is. Bovendien heeft MicroCHIPS een sensor gecreëerd die glucosewaarden kan bewaken. In de toekomst kunnen dergelijke sensoren worden gecombineerd met chips die medicijnreservoirs bevatten, waardoor een chip wordt aangemaakt die medicatiebehandelingen kan aanpassen in reactie op de toestand van de patiënt.
Geschreven door Grace Rattue