ウェアラブル・ドラッグデリバリーの新たなトレンド

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ドラッグデリバリー
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経皮的薬物送達は,従来の薬物送達方法と比較して,消化管での副作用の回避,薬物濃度の変動の低減,患者のコンプライアンスの向上など多くの利点がある。その中でも、電気的に制御されたドラッグデリバリーは有望なソリューションである。Liuら(2020)の研究では、電気的に制御された薬物送達能力を備えた、ワイヤレスで電池不要のウェアラブルデバイスが提示されている。このデバイスは、スマートフォンの助けを借りて、ワイヤレスでエネルギーを得て、データ伝送を行うことができる。薬物送達コンポーネントは、ポリピロールで修飾された紙ベースの電極であり、その中に非ステロイド性抗炎症薬であるサリチル酸ナトリウムが封入されている。このデバイスを介して異なる振幅と持続時間の電位を印加することで、薬物の放出量と放出速度を制御することができた。このデバイスは、痛風などの疾患をモニタリングするための最小限のウェアラブル経皮薬物送達プラットフォームを提供した。

Jooら(2021)は,ソフトな埋め込み型薬物送達デバイス(SID)を用いて,即時の治療が必要な致命的なてんかん状態である「てんかん重積状態」などの神経学的な医療緊急事態に対する新しい治療システムを研究した.このSIDは、ウェアラブルデバイスと無線で統合されており、脳波信号をモニターし、無線の電圧誘導によって皮下の薬物放出をトリガーする。ワイヤレスで統合されているため、センサー、バッテリー、電子回路などのかさばる硬い部品をSIDからウェアラブルに移動させることができ、SIDの機械的な柔らかさと小型化を実現している(上の特集画像を参照、Photo credit: Hyunwoo Joo, Seoul National University)。速やかな治療の効果は、生体内での動物実験で実証されており、脳の損傷が軽減され、生存率が向上した。

糖尿病管理のためのウェアラブルグルコースモニターおよびインプラントインスリンデリバリー技術の新たなトレンドと最新のイノベーションについて、Zhangらが最近レビューしている(2021年)。皮膚や歯のタトゥー、皮膚に貼るパッチ、眼鏡、コンタクトレンズ、布地、マウスガード、おしゃぶりなど、さまざまなプラットフォームに埋め込まれたウェアラブルグルコースセンサーは、外来診療の場でグルコースの変動を非侵襲的に、目立たないように、そしてリアルタイムで分析することを可能にした。これらのウェアラブルグルコースセンサーは、インスリンポンプ、グルコース応答性インスリン放出インプラント、膵島移植などの移植可能な薬物送達システムと統合して、自己調整型の閉ループシステムを形成することができる。

我々の知る限り、シクロデキストリンを用いたウェアラブル・ドラッグ・デリバリー・システムは存在しない。ウェアラブル表皮グルコースセンサーとしてのセルロース/β-シクロデキストリンナノファイバーパッチがKimらによって開発された(2019年)。セルロース/β-シクロデキストリンエレクトロスパン固定化グルコースオキシダーゼ酵素パッチは、逆イオントフォレーシスによる間質液(ISF)グルコースレベルの非侵襲的モニタリングに使用された。CDは酵素の安定化剤であると同時に、酵素と電極の間の電子のシャトルでもある。このセンサーは、指先での血液採取の限界を克服し、連続的なグルコースモニタリングを可能にする。

参考文献

Joo,H., Lee, Y., Kim, J. et al. (2021) Soft implantable drug delivery device integrated wirelessly with wearable devices to treat fatal seizures. Sci. Adv. 7, eabd4639. https://doi.org/10.1126/sciadv.abd4639

Kim, K.O., Kim, G.J., Kim J.H. (2019) A cellulose/β-cyclodextrin nanofiber patch as a wearable epidermal glucose sensor. RSC Adv., 2019,9, 22790-22794. https://doi.org/10.1039/C9RA03887F

Liu, J., Liu, Z., Li, X. et al. (2020) Wireless, battery-free and wearable device for electrically controlled drug delivery: sodium salicylate released from bilayer polypyrrole by near-field communication on smartphone. Biomed Microdevices 2253. https://doi.org/10.1007/s10544-020-00511-6


Jinyuan Zhang, Jian Xu, Jongcheon Lim, James K. Nolan, Hyowon Lee, Chi Hwan Lee (2021) Wearable Glucose Monitoring and Implantable Drug Delivery Systems for Diabetes Management. Adv. Healthcare Mater. https://doi.org/10.1002/adhm.202100194

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