El hidrogel inyectable de "autocuración" puede ofrecer una forma más simple de administración de medicamentos a largo plazo

Un nuevo estudio publicado en Comunicaciones naturales revela cómo los científicos han creado un hidrogel inyectable que puede administrar medicamentos durante períodos de tiempo específicos, eliminando la implantación quirúrgica requerida con los hidrogeles existentes. Los investigadores dicen que el nuevo hidrogel podría ayudar a tratar una serie de enfermedades, incluida la degeneración macular, las enfermedades cardíacas y el cáncer.
Estas imágenes muestran la estructura del hidrogel recién creado con diferentes aumentos.
Crédito de la imagen: Mark Tibbitt

El uso de geles para administrar medicamentos es un área creciente de interés para los investigadores. Si bien las soluciones líquidas convencionales permiten que los medicamentos se dispersen por todo el cuerpo de inmediato, las soluciones basadas en gel pueden liberar medicamentos durante largos períodos de tiempo.

Además, los geles se pueden moldear en ciertas formas, permitiendo el suministro de medicamentos a partes específicas del cuerpo. Pero hay un problema con los geles actuales de administración de medicamentos; una vez moldeados, no pueden ser reformados, lo que significa que a menudo necesitan ser implantados con cirugía.

El equipo de investigación, co-dirigido por Mark Tibbitt del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), se propuso abordar este problema.

Hidrogel hecho de nanopartículas que contienen polímeros y celulosa

Según Tibbitt y sus colegas, los investigadores han creado previamente hidrogeles de administración de fármacos utilizando conexiones químicas entre polímeros (largas cadenas de moléculas) que son irreversibles.

Los investigadores señalan que, si bien estos geles son extremadamente resistentes, una característica necesaria para resistir el uso a largo plazo, puede ser muy difícil alterar su forma una vez que se han moldeado.

En el pasado, los científicos han intentado abordar este problema desarrollando proteínas que se ensamblan en hidrogeles por sí mismos, pero el equipo del MIT dice que dicho proceso es complejo. En su estudio, adoptaron un enfoque más simple.

Los investigadores utilizaron nanopartículas que consisten en copolímeros de PEG-PLA, que son ampliamente utilizados para la administración de fármacos. Para formar su nuevo hidrogel, los investigadores combinaron estos copolímeros de PEG-PLA con otro polímero llamado celulosa.

Dado que la mayoría de las nanopartículas tienen un enlace débil con las cadenas poliméricas, la conexión entre las nanopartículas que contienen copolímero de PEG-PLA y la celulosa estaba suelta. Como tal, cada conexión es capaz de ablandarse bajo estrés físico, permitiendo que el hidrogel se inyecte a través de una jeringa.

Sin embargo, cuando tal estrés está ausente, la nanopartícula y la celulosa forman nuevas conexiones, lo que significa que su resistencia se restablece.

"Ahora tiene un gel que puede cambiar de forma cuando le aplica estrés, y luego, lo que es más importante, puede volver a sanar cuando relaja esas fuerzas. Eso le permite exprimirlo a través de una jeringa o una aguja y meterlo en el cuerpo sin cirugía ", explica Tibbitt.

El nuevo hidrogel puede administrar dos medicamentos simultáneamente

El equipo señala que debido a que el hidrogel se compone de dos componentes, se puede utilizar para administrar dos medicamentos diferentes al mismo tiempo.

Los copolímeros de PEG-PLA tienen la capacidad de transportar y administrar fármacos hidrófobos de molécula pequeña, como los utilizados para la quimioterapia, mientras que los polímeros como la celulosa pueden transportar moléculas hidrófilas, como anticuerpos y factores de crecimiento, fármacos que estimulan el crecimiento celular.

Al inyectar el hidrogel debajo de la piel de los ratones, el equipo descubrió que entregó efectivamente un fármaco hidrofóbico y otro hidrofílico durante un período de varios días.

El hidrogel no solo ofrece el suministro específico de medicamentos, los investigadores dicen que cada componente del gel puede modificarse para que cada medicamento se pueda administrar a diferentes velocidades, lo que significa que se puede adaptar a las necesidades individuales de un paciente.

El equipo actualmente está investigando cómo se puede usar el nuevo hidrogel para administrar fármacos antiangiogénicos para tratar la degeneración macular, una enfermedad ocular que afecta a más de 10 millones de personas en los EE. UU.

En la actualidad, los pacientes con degeneración macular reciben una inyección mensual con medicamentos antiangiogénicos, que funcionan al reducir el crecimiento de vasos sanguíneos con discapacidad visual. El equipo de MIT cree que el nuevo hidrogel podría usarse para administrar estos medicamentos durante varios meses, lo que podría limitar la necesidad de inyecciones.

Debido a que el nuevo hidrogel puede proporcionar factores de crecimiento, los investigadores dicen que también podría ser efectivo para reparar el tejido cardíaco dañado después de un ataque cardíaco.

Además, podría usarse para tratar pacientes con cáncer después de la extirpación quirúrgica de tumores. El equipo explica que el gel podría estar mezclado con un químico que atraiga las células cancerosas restantes hacia él, junto con un medicamento de quimioterapia que destruye las células cancerosas, reduciendo el riesgo de recurrencia del cáncer.

El mes pasado, Noticias médicas hoy informó sobre otro estudio publicado en Comunicaciones naturales, en el que los investigadores detallaron el desarrollo de un mecanismo de liberación de fármaco de "liberación desencadenada" utilizando nanopartículas.

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