La capsula autoraddrizzante inietta insulina nella parete dello stomaco / Self-righting capsule injects insulin in stomach wall
La capsula autoraddrizzante inietta insulina nella parete dello stomaco / Self-righting capsule injects insulin in stomach wall
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Una capsula auto-raddrizzante in grado di rilasciare insulina potrebbe un giorno sostituire le iniezioni quotidiane somministrate alle persone affette da diabete di tipo 1.
Assunta per via orale, la capsula conterrebbe un piccolo ago di insulina compressa, che verrebbe iniettato dopo che la capsula ha raggiunto lo stomaco. Nei test sugli animali, il gruppo di ricerca guidato dal MIT ha dimostrato di poter somministrare insulina ed abbassare la glicemia a livelli paragonabili a quelli ottenibili con le iniezioni sottocutanee.
"Siamo davvero fiduciosi che questo nuovo tipo di capsula possa un giorno aiutare i pazienti diabetici e forse chiunque necessiti di terapie che attualmente possono essere somministrate solo tramite iniezione od infusione", ha affermato Robert Langer, professore del David H. Koch Institute, membro del Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT e uno degli autori senior dello studio.
Giovanni Traverso, professore assistente al Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School e visiting scientist presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT, è anche uno degli autori senior dello studio. Il primo autore dell'articolo, pubblicato su Science, è Alex Abramson, studente laureato del MIT. Il gruppo di ricerca comprende anche scienziati dell'azienda farmaceutica Novo Nordisk.
Secondo il MIT, la punta dell'ago è composta quasi al 100% da insulina liofilizzata compressa, utilizzando lo stesso processo impiegato per la produzione delle compresse. Il corpo dell'ago, che non penetra nella parete dello stomaco, è realizzato con un altro materiale biodegradabile.
All'interno della capsula, l'ago è collegato ad una molla compressa, tenuta in posizione da un dischetto di zucchero. Quando la capsula viene ingerita, l'acqua presente nello stomaco scioglie il dischetto di zucchero, rilasciando la molla e iniettando l'ago nella parete dello stomaco.
La parete dello stomaco non possiede recettori del dolore, pertanto i ricercatori ritengono che i pazienti non sarebbero in grado di avvertire l'iniezione. Per garantire che il farmaco venga iniettato nella parete dello stomaco, i ricercatori hanno progettato il loro sistema in modo che, indipendentemente da come la capsula si posizioni nello stomaco, possa orientarsi in modo che l'ago sia a contatto con la mucosa gastrica.
"Non appena lo si preleva, è importante che il sistema si riallinei automaticamente per garantire il contatto con il tessuto", ha affermato Traverso.
Una volta che la punta dell'ago viene iniettata nella parete dello stomaco, l'insulina si dissolve ad una velocità che può essere controllata dai ricercatori durante la preparazione della capsula. In questo studio, è stata necessaria circa un'ora affinché tutta l'insulina venisse completamente rilasciata nel flusso sanguigno.
Nei test condotti sui maiali, i ricercatori hanno dimostrato di poter somministrare fino a 300 microgrammi di insulina. Più recentemente, sono riusciti ad aumentare la dose a 5 milligrammi, una quantità paragonabile a quella che un paziente affetto da diabete di tipo 1 dovrebbe iniettarsi.
Dopo aver rilasciato il suo contenuto, la capsula auto-raddrizzante può attraversare il sistema digerente. I ricercatori non hanno riscontrato effetti collaterali derivanti dalla capsula, realizzata con un polimero biodegradabile e componenti in acciaio inossidabile.
Il gruppo del MIT sta ora continuando a collaborare con Novo Nordisk per sviluppare ulteriormente la tecnologia ed ottimizzare il processo di produzione dei dispositivi a capsula autoraddrizzante.
ENGLISH
A self-righting capsule that delivers insulin could one day replace daily injections administered by people with type 1 diabetes.
Taken orally, the capsule is said to contain a small needle made of compressed insulin, which is injected after the capsule reaches the stomach. In animal tests, the MIT-led research team showed they could deliver insulin and lower blood sugar at levels comparable to injections through skin.
“We are really hopeful that this new type of capsule could someday help diabetic patients and perhaps anyone who requires therapies that can now only be given by injection or infusion,” said Robert Langer, the David H Koch Institute Professor, a member of MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research, and one of the senior authors of the study.
Giovanni Traverso, an assistant professor at Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, and a visiting scientist in MIT’s Department of Mechanical Engineering is also a senior author of the study. The first author of the paper, which appears in Science, is MIT graduate student Alex Abramson. The research team also includes scientists from the pharmaceutical company Novo Nordisk.
According to MIT, the tip of the needle is made of nearly 100 per cent compressed, freeze-dried insulin, using the same process used to form medicine tablets. The shaft of the needle, which does not enter the stomach wall, is made from another biodegradable material.
Within the capsule, the needle is attached to a compressed spring that is held in place by a disk made of sugar. When the capsule is swallowed, water in the stomach dissolves the sugar disk, releasing the spring and injecting the needle into the stomach wall.
The stomach wall has no pain receptors, so the researchers believe that patients would not be able to feel the injection. To ensure that the drug is injected into the stomach wall, the researchers designed their system so that no matter how the capsule lands in the stomach, it can orient itself so the needle is in contact with the stomach lining.
“As soon as you take it, you want the system to self-right so that you can ensure contact with the tissue,” Traverso said.
Once the tip of the needle is injected into the stomach wall, the insulin dissolves at a rate that can be controlled by the researchers as the capsule is prepared. In this study, it took about an hour for all of the insulin to be fully released into the bloodstream.
In tests in pigs, the researchers showed that they could deliver up to 300 micrograms of insulin. More recently, they have been able to increase the dose to 5 milligrams, which is comparable to the amount that a patient with type 1 diabetes would need to inject.
After the self-righting capsule releases its contents, it can pass through the digestive system. The researchers found no adverse effects from the capsule, which is made from biodegradable polymer and stainless steel components.
The MIT team is now continuing to work with Novo Nordisk to further develop the technology and optimise the manufacturing process for the self-righting capsule devices.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/content/news/self-righting-capsule-injects-insulin-in-stomach-wall
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