Insulina bez strzykawki?

BuBble Gun to technika, dzięki której można dostarczać płynny lek pod skórę nie za pomocą igły, ale ciśnienia. To bezbolesne rozwiązanie przydałoby się zwłaszcza osobom z cukrzycą, które muszą podawać sobie insulinę nawet kilka razy dziennie. Naukowcy są coraz bliżsi ukończenia prac nad nową techniką.

W kierowanym przez prof. Davida Fernandeza Rivasa, bioinżyniera z Uniwersytetu Twente w Holandii, projekcie badawczym, który otrzymał środki z funduszy Unii Europejskiej, chodzi o to, by to „ciecz stała się igłą”, czyli by płyny dostawały się pod skórę za pomocą ciśnienia, a nie igły. Technika znana jako BuBble Gun obecnie jest udoskonalana. Projekt ma się zakończyć pod koniec 2024 roku.

Na czym polega BuBble Gun?
– W przypadku BuBble Gun wiązka lasera jest kierowana na płynny lek w szklanym wkładzie, podgrzewając go do momentu wrzenia i utworzenia pęcherzyka. Bąbel ten rośnie, aż wyciśnie płyn z dużą prędkością, od 30 do 100 metrów na sekundę z rurki, i – w przypadku leku – w skórę. Zamiast przekłuwać skórę jak igła, lek jest wpychany pomiędzy komórki skóry. Ogranicza to uszkodzenia zarówno skóry, jak i komórek pod nią – wynika z artykułu zamieszczonego w magazynie „Horizon”.

Jak doprecyzowuje dr hab. Jan Kobierski z Zakładu Biofizyki Farmaceutycznej Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum, idea tej metody opiera się na zastosowaniu światła laserowego, co umożliwia uzyskanie bardzo dużych gęstości mocy.

– Dzięki temu energia dostarczona w krótkim czasie do umieszczonego przy skórze szklanego kartridża powoduje gwałtowne lokalne parowanie zawartego w nim leku. Duże ciśnienie w powstałym gazowym bąblu sprawia, że cząsteczki leku mają być wpychane: przez niewielki otwór w kartridżu, poprzez przestrzenie międzykomórkowe do wnętrza organizmu – wyjaśnia dr Kobierski.

Opracowywana metoda w przyszłości mogłaby służyć nie tylko diabetykom, ale również innym osobom, które na przykład boją się zastrzyków. – Usunięcie bólu i strachu podczas procesu wstrzyknięcia będzie miało duży wpływ na wiele osób cierpiących na fobię przed igłami – podsumowuje prof. Rivas. Naukowiec podkreśla, że wiele szczepionek będzie działać równie dobrze, jeśli zostaną wprowadzone między warstwy skóry. Obecnie najczęściej podaje się je domięśniowo, skąd dawka przenika do układu krwionośnego.

Jak pokonać barierę skóry i utrzymać odpowiednią dawkę leku?
Naukowcy opracowujący BuBble Gun stoją przed pewnym technicznym wyzwaniem – każdy z nas ma inną grubość i rodzaj skóry. W dodatku parametry te zmieniają się zależnie od wieku, stylu życia (palacze mają ją cieńszą) czy choćby pory roku (co ma wpływ na suchość lub wilgotność skóry). Dlatego też należy precyzyjnie dostosować do każdego pacjenta ciśnienie wytwarzane przez urządzenie. Dr hab. Jan Kobierski zauważa, że konieczna byłaby indywidualna kalibracja urządzenia w zależności od rodzaju naskórka pacjenta w danym momencie. Zwraca też uwagę na to, że kolejnym wyzwaniem może być wysoka temperatura, do jakiej – za pomocą lasera – podnoszona jest substancja lecznicza.

– W przypadku niektórych związków podgrzewaniu może towarzyszyć zmiana ich struktury, co może pociągnąć za sobą utratę właściwości leczniczych, a niektóre stać się mogą nawet szkodliwe. Naskórek jest barierą bardzo dobrze odgradzającą nas od środowiska zewnętrznego. Podejrzewam, że w wyniku tego tylko niewielka część dawki może skutecznie przenikać do organizmu – wyjaśnia naukowiec.

Na tę wątpliwość wskazuje również prof. Fernandez Rivas, stwierdzając, że „potrzebny jest taki strumień płynu, aby przeniknął przez skórę na odpowiednią głębokość, bez rozpryskiwania się lub przedostawania się do pobliskiej tkanki lub materiału, co mogłoby w nieprzewidywalny sposób zmienić dawkę”.

Zaczynają się testy z udziałem ochotników
Nie ma wątpliwości, że konieczna jest precyzyjna kontrola strumienia leku. Prace nad tym wciąż trwają – eksperymenty laboratoryjne powadzone są od 2018 roku na materiałach imitujących skórę, a także na prawdziwej tkance skóry. Z kolei badania na tkankach ludzkich trwają od 2022 roku. Jeszcze w tym roku rozpocząć mają się też te z udziałem zdrowych ochotników.

Pomimo wyzwań stojących jeszcze przed naukowcami, prof. Fernandez Rivas wyraża nadzieję, że osoby z cukrzycą będą mogły stosować zmodyfikowaną wersję plastra wykorzystującą technologię mikrostrumieni. Zawierałby on czujniki, które na bieżąco mierzyłyby poziom glukozy we krwi, a w razie konieczności podawały insulinę.

Dr hab. Jan Kobierski zastanawia się, czy ta innowacyjna metoda będzie miała szanse stać się uniwersalną, czy też będzie ograniczona jedynie do leków niezmieniających swoich właściwości po podgrzaniu i odpowiednia tylko dla terapii wymagających niewielkich dawek dostarczonych na niewielkie głębokości.

Przeczytaj także: „Insulina w pigułce gotowa do badań klinicznych”.