Inspirés par un ver parasite qui creuse dans les intestins de son hôte, les chercheurs de Johns Hopkins ont conçu de minuscules microdispositifs en forme d’étoile qui peuvent s’accrocher à la muqueuse intestinale et libérer des médicaments dans l’organisme.

De minuscules microdispositifs

David Gracias, et Florin M. Selaru, ont dirigé une équipe de chercheurs et d’ingénieurs biomédicaux, qui ont conçu et testé ces microdispositifs qui imitent la façon dont le parasite ankylostome, se fixe aux intestins d’un organisme.
Constitués de métal et d’une fine pellicule dont la forme change, et recouverts d’une cire de paraffine thermosensible, ces microdispositifs, qui ont chacun à peu près la taille d’un grain de poussière, peuvent potentiellement transporter n’importe quel médicament et le libérer progressivement dans l’organisme.
La libération graduelle ou prolongée d’un médicament, est un objectif recherché depuis longtemps en médecine. Selaru explique qu’un problème avec les médicaments à libération prolongée est qu’ils se fraient souvent un chemin, entièrement dans le tractus gastro-intestinal avant d’avoir fini de délivrer leur médicament.
« La constriction et la relaxation normales des muscles du tube digestif font qu’il est impossible pour les médicaments à libération prolongée de rester dans l’intestin assez longtemps, pour que le patient reçoive la dose complète », explique Selaru. « Nous nous sommes efforcés de résoudre ce problème en concevant ces petits supports de médicaments qui peuvent s’accrocher de manière autonome, à la muqueuse intestinale et maintenir la charge de médicaments à l’intérieur du tractus gastro-intestinal pendant une durée souhaitée ».

Ils libèrent progressivement leur charge médicamenteuse

Des milliers de petites machines, peuvent être déployées dans le tractus gastro-intestinal. Lorsque la couche de cire de paraffine des pinces atteint la température de l’intérieur du corps, ces dispositifs se ferment de manière autonome et se fixent sur la paroi du côlon. L’action de fermeture fait que ces minuscules dispositifs à six pointes pénètrent dans la muqueuse, et restent attachés au côlon, où ils sont retenus et libèrent progressivement leur charge médicamenteuse dans l’organisme.  Finalement, ces pinces perdent leur emprise sur les tissus et sont évacuées de l’intestin par la fonction musculaire gastro-intestinale normale.
« Nous avons vu l’introduction de dispositifs intelligents dynamiques et microfabriqués, qui peuvent être contrôlés par des signaux électriques ou chimiques. Mais ces dispositifs sont si petits que les piles, les antennes et d’autres composants ne peuvent pas y tenir », explique Gracias.
Ces pinces, dit M. Gracias, ne dépendent pas de l’électricité, de signaux sans fil ou de commandes externes. « Au contraire, ils fonctionnent comme de petits ressorts comprimés avec un revêtement, qui est déclenché par la température et qui libère l’énergie stockée de manière autonome à la température du corps. »

Le médicament est resté pendant près de 12 heures

Lors de leurs expériences sur les animaux, ils ont chargé un médicament analgésique sur ces dispositifs. Les études des chercheurs ont montré que les animaux auxquels ces pinces de préhension étaient administrées, avaient une concentration plus élevée d’analgésique dans leur sang que le groupe de contrôle. Le médicament est resté dans l’organisme des sujets testés pendant près de 12 heures, contre deux heures dans le groupe de contrôle.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : Johns Hopkins Medicine
Crédit photo : StockPhotoSecrets