Departamentul de Ingineria Sistemelor Biologice de la Virginia Tech este unitatea în care echipa profesorului asistent Wujin Sun dezvoltă sisteme de administrare controlată a medicamentelor. Cercetătorii au realizat iNal, un plasture cu microace mai mic decât o monedă de un cent, conceput să detecteze fentanilul și să elibereze automat naloxonă. În paralel, o echipă de la North Carolina State University a creat un plasture de mărimea unei cărți de vizită, care identifică șase pericole din mediu și avertizează purtătorul prin vibrații. Ambele tehnologii rămân proiecte de cercetare.
- Plasturele iNal conține 121 de ace microscopice și a fost testat în laborator și pe șoareci.
- Sistemul a eliberat naloxonă timp de până la 24 de ore și a răspuns la cel puțin trei expuneri separate la fentanil.
- Plasturele dezvoltat la North Carolina State University folosește vibrații distincte pentru a semnala pericole din aer sau apă.
iNal combină detectarea fentanilului cu eliberarea naloxonei
Plasturele Virginia Tech folosește cele 121 de microace pentru a ajunge la lichidul aflat imediat sub piele, cu afectarea minimă a țesutului. În interior se găsesc nanoparticule poroase de silice încărcate cu naloxonă, medicament care blochează efectele opioidelor.
Porii nanoparticulelor sunt acoperiți cu porți moleculare sensibile la fentanil. Când substanța ajunge la plasture, porțile se deschid și permit eliberarea medicamentului. O concentrație mai mare declanșează o cantitate mai mare de naloxonă, iar o parte din rezervă rămâne disponibilă pentru expuneri ulterioare.
În principiu, iNal ar putea transforma intervenția împotriva supradozei într-un proces automat, fără ca administrarea primei doze de naloxonă să depindă de prezența unei alte persoane.
Această eliberare repetată contează deoarece, potrivit cercetătorilor, efectele fentanilului pot dura mai mult decât cele ale naloxonei. Simptomele supradozei pot reveni după dispariția efectului dozei inițiale, iar plasturele este proiectat să reacționeze din nou dacă nivelul opioidului rămâne ridicat.
Testele pe șoareci nu dovedesc eficiența la oameni
În experimentele de laborator, sistemul a răspuns în câteva minute, a ajustat cantitatea de naloxonă în funcție de concentrația fentanilului și a continuat eliberarea timp de până la 24 de ore. La șoareci, plasturele a reacționat la cel puțin trei expuneri separate, iar animalele tratate au prezentat considerabil mai puține simptome induse de opioide decât cele expuse la fentanil fără plasture.
Cercetătorii nu au identificat semne semnificative de iritație sau alte efecte nocive provocate de dispozitiv. Totuși, rezultatele sunt preclinice: ele nu demonstrează că plasturele este sigur ori eficient la oameni. Echipa mai trebuie să studieze rezistența în timp, funcționarea pe tipuri diferite de piele, comportamentul în condiții reale și precizia răspunsului la alte opioide.
Proiectul a început în 2022, iar rezultatele au fost publicate în revista Advanced Science. Sun și Penghui Zhao, primul autor al lucrării, au depus o cerere de brevet. Chimia platformei ar putea fi adaptată, potrivit echipei, pentru recunoașterea altor opioide și eliberarea altor medicamente antagoniste.
Al doilea plasture avertizează direct prin atingere
Dispozitivul North Carolina State University, descris într-o lucrare din revista Device, urmărește un obiectiv diferit. El nu administrează un tratament, ci detectează pericole precum metale grele în apă, gaze periculoase și aerosoli toxici, apoi vibrează direct pe pielea utilizatorului.
Echipa a creat suprafețe texturate minuscule între motor și piele. Dimensiunea și distanța dintre proeminențe modifică felul în care este percepută vibrația, astfel încât semnalele tactile pot indica tipuri diferite de pericol. Plasturele include o baterie, senzori pentru șase riscuri de mediu, un microcontroler și un actuator.
Celulele fotovoltaice de la exterior ajută la reîncărcarea bateriei, iar consumul redus permite funcționarea aproximativ 24 de ore. Cercetătorii au realizat și o „piele electronică” piezoelectrică pentru roboți, care transformă vibrația într-un semnal electric. Componentele sunt în mare parte disponibile comercial, iar configurația modulară permite adăugarea sau eliminarea senzorilor.
Cele două proiecte ilustrează direcții complementare ale tehnologiei purtabile: un sistem reacționează automat în organism, iar celălalt îi transmite imediat utilizatorului că trebuie să răspundă unui pericol.
Pentru utilizatorii din România, relevanța este deocamdată tehnologică, nu clinică: asemenea plasturi ar putea reduce dependența de verificarea telefonului sau de prezența unui martor, însă ar fi necesare validare, testare și autorizare înaintea unei utilizări obișnuite.
Ați purta un plasture care reacționează automat sau ați prefera ca dispozitivul să vă avertizeze înainte de orice intervenție?
