Bilim insanları, kalamarlardan esinlenerek geliştirdikleri bir mikrojet sistemiyle ilaçların doğrudan dokuya iletilmesini sağlayacak yeni bir yöntem üzerinde çalışıyor. Bu yenilik, enjeksiyon iğnelerini tamamen ortadan kaldırabilir ve makromoleküllerin daha verimli bir şekilde taşınmasına olanak tanıyabilir.
Massachusetts Institute of Technology (MIT) ve Novo Nordisk tarafından yürütülen araştırmalar, bu yöntemin geleneksel iğneli enjeksiyonlara etkili bir alternatif sunduğunu ortaya koyuyor.
Kalamarlardan esinlenen teknoloji
Nature dergisinde yayımlanan çalışmada, cephalopod (kafadanbacaklı) canlıların doğal jet itiş mekanizmasından ilham alan bir mikrojet sistemi geliştirildi.
Bu sistem, insülin ve RNA gibi makromolekülleri yüksek basınçlı jetlerle gastrointestinal dokuya ileterek, mevcut enjeksiyon yöntemlerinin dezavantajlarını ortadan kaldırmayı hedefliyor.
Geleneksel iğneli ilaç uygulamaları, tıbbi eğitim gereksinimi, iğne yaralanması riski ve atık yönetimi gibi zorlukları beraberinde getiriyor.
Ancak yeni sistem, bu zorlukları aşarak hastaların tedaviye uyumunu artırmayı ve ilaç emilimini iyileştirmeyi amaçlıyor.
Dört farklı cihaz modeli geliştirildi
Araştırmacılar, mikrojet sistemini (MiDe) gastrointestinal dokulara ilaç iletecek şekilde optimize etti.
Cihazlar, otonom ve endoskopik rehberlik için uygun olan dört farklı modelde tasarlandı. Radyal modeller (MiDeRad), ince bağırsak gibi tübüler yapılar için optimize edilirken, aksiyal modeller (MiDeAx) mide gibi geniş alanlara yönelik olarak geliştirildi.
Cihazlar, laboratuvar ortamında çeşitli parametreler (nozul çapı, basınç seviyesi, jet açısı) üzerinde test edildi.
Ex vivo denemelerde domuz dokusu kullanılarak sıvı dağılımı ve doku penetrasyonu incelendi. In vivo testlerde ise insülin, GLP-1 analogları ve siRNA gibi terapötik ajanlar domuz ve köpeklerin gastrointestinal bölgelerine iletildi.
Yüksek biyoyararlanım ve güvenli kullanım
Araştırma sonuçlarına göre, MiDe cihazları makromoleküllerin gastrointestinal dokuda biyoyararlanımını önemli ölçüde artırdı.
Örneğin, radyal endoskopik cihaz (MiDeRadEndo), domuz bağırsağında yüzde 67 biyoyararlanım sağlarken, aksiyal cihaz (MiDeAxEndo) midedeki siRNA uygulamasında yüzde 82 biyoyararlanıma ulaştı.
Ayrıca cihazın güvenlik testlerinde doku hasarı yaratmadığı ve terapötik ajanları hedef dokuya etkili bir şekilde ilettiği doğrulandı. Çift nozul tasarımı sayesinde cihazın geri tepme etkisi azaltıldı ve stabilite artırıldı.
Sonuçlar ve gelecekteki uygulamalar
Araştırmacılar, bu iğnesiz mikrojet sisteminin subkutan enjeksiyonlarla kıyaslanabilir biyoyararlanım seviyelerine ulaştığını ve gastrointestinal dokuda güvenle kullanılabileceğini belirtti.
MiDe platformu, oral ilaç uygulamaları için yenilikçi bir çözüm sunarak makromoleküllerin daha etkili bir şekilde iletilmesine olanak tanıyabilir.
Bu teknoloji, ilaç ve aşı uygulamalarında geleneksel yöntemlere alternatif olarak devrim yaratabilir.