Desarrollan inyector inteligente altamente sensible para administrar medicamentos de manera más precisa y segura

Las jeringas y las agujas se han utilizado para administrar medicamentos durante más de un siglo. Sin embargo, la implementación precisa de estos dispositivos depende del operador y puede ser difícil administrar medicamentos en regiones delicadas como el espacio supracoroideo en la parte posterior del ojo.Investigadores de Brigham and Women’s Hospital han desarrollado un inyector inteligente altamente sensible para la detección de tejidos (i2T2, intelligent-injector for tissue-targeting) que detecta cambios en la resistencia para poder administrar medicamentos de manera adecuada y segura en pruebas preclínicas. Sus resultados se publican en Nature Biomedical Engineering.

Un lugar que es difícil alcanzar con una aguja estándar es el espacio supracoroideo (SCS, suprachoroidal space), que se encuentra entre la esclerótica y la coroides en la parte posterior del ojo. El SCS se ha convertido en un lugar importante para la administración de medicamentos y es un reto para el objetivo porque la aguja debe detenerse después de la transición a través de la esclerótica, que tiene menos de 1 milímetro de espesor (aproximadamente la mitad del grosor de una moneda de 26 centavos de los Estados Unidos), Para evitar dañar la retina . Las objetivos adicionales de tejido común incluyen el espacio epidural alrededor de la médula espinal (usado para anestesia epidural para aliviar el dolor durante el parto), el espacio peritoneal en el abdomen y el tejido subcutáneo entre la piel y los músculos.

El dispositivo i2T2 se fabricó utilizando una aguja hipodérmica estándar y piezas de jeringas disponibles comercialmente. Los tejidos corporales tienen diferentes densidades, y el inyector inteligente aprovecha las diferencias de presión para permitir el movimiento de la aguja en un tejido objetivo. La fuerza motriz, fuerzas máximas y fuerza de fricción del inyector se probaron utilizando una máquina de prueba universal. La retroalimentación del inyector es instantánea, lo que permite una mejor orientación del tejido y un sobreimpulso mínimo (inyectando más allá del tejido objetivo) en una ubicación no deseada.

El i2T2 se probó en tejido de 3 modelos animales para examinar la precisión en los espacios supracoroideo, epidural y peritoneal, así como subcutáneamente. Usando tanto tejido extraído como un modelo animal, los investigadores encontraron que el i2T2 previno lesiones por exceso de invasión y entregó el fármaco con precisión al lugar deseado, sin ningún entrenamiento adicional o técnica especializada.

En modelos preclínicos, los investigadores informaron una alta cobertura de agente de contraste en la sección posterior del ojo, lo que indica que la carga útil se había inyectado en la ubicación correcta. Los investigadores también demostraron que el inyector podría suministrar células madre a la parte posterior del ojo que podrían ser útiles para terapias regenerativas.

“Las células madre inyectadas en el SCS sobrevivieron, lo que indica que la fuerza de la inyección y el tránsito a través del SCS fueron suaves con las células“, dijo Kisuk Yang, coautor y investigador postdoctoral en el Laboratorio de Karp. “Esto debería abrir la puerta a terapias regenerativas para pacientes que padecen afecciones oculares y más allá“.

“Este inyector inteligente es una solución simple que se puede hacer avanzar rápidamente a los pacientes para ayudar a aumentar la precisión del tejido objetivo y disminuir las lesiones por exceso de tiro. Hemos transformado las agujas por completo con una pequeña modificación que logra una mejor orientación del tejido“, dijo el primer autor Girish Chitnis, PhD. un ex becario postdoctoral en el Laboratorio de Karp. “Esta es una tecnología de plataforma, por lo que los usos podrían ser extendidos“.

“El i2T2 ayudará a facilitar las inyecciones en lugares difíciles de alcanzar en el cuerpo“, dijo Miguel González-Andrades, MD, PhD, oftalmólogo coautor del estudio y colaborador del Laboratorio de Karp. “El siguiente paso hacia el uso humano es demostrar la utilidad y seguridad de la tecnología en modelos de enfermedades preclínicas relevantes“.