Geluidsgolven op de plek van bestemming zorgen ervoor dat nanodruppels precies daar hun geneesmiddel loslaten. Medicijnen zijn daardoor effectiever en zorgen voor minder bijwerkingen.

Wanneer je een medicijn inslikt, inademt, op je huid aanbrengt of geïnjecteerd krijg, zal het zich redelijk gelijkmatig door je lichaam verspreiden. Dat is niet altijd ideaal, want daardoor werkt het niet zo efficiënt als kan. Bovendien leidt het tot bijwerkingen. Dat moet beter, dachten onderzoekers van onder meer de University of Utah. Zij ontwikkelden een techniek – beschreven in Frontiers in Medical Biosciences – waarbij ultrageluidsgolven helpen heel precies een medicijn af te leveren.

Lees ook:

• Verbeterde kankerbehandeling: microrobots leveren medicijnen aan longtumoren
• Zijn gepersonaliseerde medicijnen de toekomst?

Perfluorkoolstoffen

Matthew Wilson en collega’s produceerden eerst nanodruppels van zo’n 500 nanometer groot. Die druppels hadden een schil bestaande uit polymeren met een kop en een staart. De kop houdt van water en bevindt zich aan de buitenkant. Op die manier los hij makkelijk op in bloed. De staart is waterafstotend en zit aan de binnenkant. Die staart mengt dan weer makkelijk met de inhoud van de nanodruppel.

Die inhoud bestaat uit een mengsel van perfluorkoolstoffen en het beoogde medicijn. Perfluorkoolstoffen ken je misschien wel als PFAS, het goedje dat de laatste tijd vaak in het nieuws is vanwege de verontreiniging van sloten in Nederland.

Maar de hier gebruikte perfluorkoolstoffen zijn compleet veilig. Het gaat om perfluorpentaan (PFP), decafluorpentaan (DFP) en perfluoroctylbromide (PFOB), stoffen die al langer gebruikt worden in medische beeldvormingstechnieken.

Medicijn ontsnapt

De onderzoekers testten hun uitvinding met het medicijn propofol, een bekend anestheticum. Zij zonden ultrageluiden van 300 of 900 kilohertz (de menselijke gehoordrempel ligt bij ongeveer 4 kilohertz) af op de nanodruppels. De polymeren van de schil gingen zich daardoor uitrekken, waardoor er barsten ontstonden. Daardoor konden de propofol-moleculen uit de nanodruppels ontsnappen.

PFOB bleek als inhoud van de nanodruppels het beste te werken. De stof was zowel stabiel als efficiënt genoeg in de levering van het medicijn. Waarschijnlijk komt dat door diens hoge kookpunt van 142 graden Celsius. In eerdere studies werden alleen perfluorkoolstoffen gebruiken die al in een gas veranderden kort na injectie in een lichaam. Niet ideaal als je medicijnen wilt afleveren.

Gezondheid in orde

Vervolgens wilden Wilson en het team ook de veiligheid van de nanodruppels nagaan. Dat deden ze door een makaak zes weken lang elke week eenmaal te injecteren ermee. Ze bekeken de gezondheid van onder meer de lever en nieren. Dat was allemaal in orde. Ook trad er geen immuunreactie op.

Maar het medicijn en de ultrageluiden zijn nog niet mee-getest. Dat is wat de onderzoekers nu nog willen gaan doen. Eerst in dieren en als dat goed gaat, ook in mensen. Dat kan met propofol maar bijvoorbeeld ook met verdovingsmiddel en antidepressivum ketamine.

De bedoeling is dan dat de ultrageluidsgolven worden toegepast op het orgaan of weefsel waar het medicijn moet worden afgeleverd, waarna de langstromende nanodruppels in het bloed het medicijn precies daar loslaten.

Bronnen: Frontiers in Medical Biosciences, Frontiers via EurekAlert!

Beeld:

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!