Ανάπτυξη μικροβελόνων για διαδερμική χορήγηση φαρμάκων που δρουν στο νευρικό σύστημα με την τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης
Authors: Μόνου Παρασκευή-Κυριακή 
Published: November 2024

Η συνεχώς αυξανόμενη ανάγκη των ασθενών για εξατομικευμένη θεραπεία έχει οδηγήσει στην συνεχόμενη έρευνα νέων και καινοτόμων φαρμακομορφών που θα μπορούν να χορηγηθούν και από εναλλακτικές οδούς χορήγησης. Για αυτό τον λόγο έχουν προταθεί εναλλακτικές οδοί, όπως η παρειακή, η ρινική και η διαδερμική οδός. Η διαδερμική οδός είναι η χορήγηση φαρμάκων μέσω του δέρματος. Αυτή η χορήγηση έχει αρκετά πλεονεκτήματα καθώς το δέρμα αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα όργανα του σώματος, έχει πολύ μεγάλη επιφάνεια και κατά την διαδερμική χορήγηση αποφεύγεται το φαινόμενο πρώτης διόδου από το ήπαρ. Υπάρχουν ήδη εμπορικά σκευάσματα που προορίζονται για το δέρμα, ωστόσο το μεγάλο μειονέκτημα του δέρματος, είναι η εξωτερική του στιβάδα – η κεράτινη στιβάδα – η οποία αποτελεί τον βασικό φραγμό για την απορρόφηση των δραστικών ουσιών. Πολλοί τρόποι έχουν προταθεί για την αύξηση της απορρόφησης μέσω του δέρματος. Ένας από αυτούς είναι η χρήση μικροβελόνων. Πρόκειται για ένα καινοτόμο σύστημα χορήγησης, μη επεμβατικό, το οποίο αποτελείται από πολύ μικρές βελόνες που έχουν την ικανότητα να διαπερνούν την κεράτινη στιβάδα και να απελευθερώνουν το φάρμακο μέσα στην επιδερμίδα. Με αυτό τον τρόπο, η κεράτινη στιβάδα παρακάμπτεται και η απορρόφηση των φαρμάκων αυξάνεται σε μεγάλο βαθμό. Η ανάγκη λοιπόν για εξατομικευμένη διαδερμική θεραπεία με μικροβελόνες, οδήγησε στην τρισδιάστατη ανάπτυξή τους. Στην παρούσα μελέτη αναπτύχθηκαν μικροβελόνες για διαδερμική χορήγηση φαρμάκων που δρουν στο νευρικό σύστημα και συνταγογραφούνται σε περιπτώσεις ασθενών με άνοια. Η άνοια είναι το πιο κοινό σύμπτωμα της νόσου Alzheimer και οδηγεί σε μείωση των γνωστικών ικανοτήτων του ατόμου. Η τρισδιάστατη εκτύπωση συνδυάστηκε και με άλλες τεχνολογίες αιχμής για την παραγωγή καινοτόμων επιθεμάτων μικροβελόνων. Στην παρούσα διατριβή αναπτύχθηκαν 4 είδους βελόνες. Στην πρώτη μελέτη αναπτύχθηκαν επικαλυμμένες μικροβελόνες με σωματίδια PLGA, τα οποία περιείχαν δύο δραστικές ουσίες, την ριβαστιγμίνη και την Ν-ακετυλοκυστεΐνη. Για την παραγωγή των σωματιδίων εφαρμόστηκε ο ηλεκτροψεκασμός, ενώ οι συστοιχίες εκτυπώθηκαν με την τεχνολογία της Ψηφιακής Επεξεργασίας Φωτός (Digital Light Processing, DLP). Στη δεύτερη μελέτη αναπτύχθηκαν επικαλυμμένες μικροβελόνες με τον συνδυασμό δύο τεχνικών τρισδιάστατης εκτύπωσης, την DLP και εξώθηση ημι-στερεών (Semi solid extrusion). Οι δύο τεχνικές συνδυάστηκαν άψογα και παρήγαγαν μικροβελόνες με ασφαλή, γρήγορο και αξιόπιστο τρόπο. Η δραστική ουσία που ενσωματώθηκε ήταν η δονεπεζίλη, η οποία μορφοποιήθηκε μαζί με ένα πολυμερές, επιδεικνύοντας ελεγχόμενη αποδέσμευση. Στη τρίτη μελέτη η τρισδιάστατη εκτύπωση εφαρμόστηκε ως έμμεση τεχνική. Χρησιμοποιήθηκε για την εκτύπωση μικροβελόνων τα οποία στην συνέχεια χρησίμευσαν ως πρότυπα για την κατασκευή αρνητικών, τα οποία λειτούργησαν ως μήτρες για χύτευση. Για την χύτευση εφαρμόστηκε επίσης μια καινοτόμος τεχνική, η χύτευση υπό κενό, στην οποία κατασκευάστηκαν μικροβελόνες από ριβαστιγμίνη και ένα πολυμερές. Η διαδικασία ήταν γρήγορη και δεν απαιτούσε την προετοιμασία υδατικών διαλυμάτων, κάτι το οποίο είναι εξαιρετικά χρήσιμο για δυσδιάλυτες ουσίες. Τέλος, παρασκευάστηκε στο εργαστήριο υγρή ρητίνη από μακρο-μονομερή (macro-monomers) και εκτυπώθηκαν μικροβελόνες υδρογέλης, οι οποίες απελευθερώνουν το φάρμακο μέσω της προσρόφησης νερού. Επομένως, η παρούσα διατριβή, συνδύασε την τρισδιάστατη εκτύπωση με διαφορετικές τεχνικές και μπόρεσε να αναπτύξει μικροβελόνες με διαφορετικά χαρακτηριστικά.