La administración directa de medicamentos en el área afectada a través de la piel es una opción atractiva, ya que permite una administración de medicamentos eficaz y dirigida. Esto puede ser especialmente beneficioso para curar heridas, aliviar el dolor y mejorar los procedimientos médicos y cosméticos. Sin embargo, el desafío de la administración de fármacos a través de la piel radica en la formidable capa externa de la piel que bloquea el paso de la mayoría de las moléculas pequeñas.
Recientemente, los investigadores del MIT han creado un parche portátil que emplea ondas ultrasónicas en la piel, creando canales minúsculos para que pasen las drogas. El objetivo es simplificar la administración de fármacos a través de la piel y podría aplicarse al tratamiento de varias afecciones de la piel. La técnica también es prometedora en la entrega de una variedad de medicamentos, como relajantes musculares y hormonas.
"La facilidad de uso y la alta repetibilidad que ofrece este sistema brindan una alternativa innovadora para los pacientes y consumidores que padecen afecciones de la piel y envejecimiento prematuro de la piel", dice Canan Dagdeviren, profesor asociado en el Media Lab del MIT y autor principal de el estudio. “Administrar medicamentos de esta manera podría ofrecer menos toxicidad sistémica y es más local, cómodo y controlable”.
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Los investigadores se embarcaron en este proyecto para explorar vías de administración de fármacos no convencionales. Si bien los métodos orales e intravenosos son comunes, la administración dirigida de medicamentos se puede lograr a través de la piel en situaciones específicas.
Aastha Shah, asistente de investigación en el MIT, enfatiza que administrar medicamentos a través de la piel tiene un gran beneficio: elimina el requisito de pasar por el sistema digestivo. La medicación oral requiere dosis más altas para compensar las pérdidas durante la absorción gástrica. En comparación, la administración basada en la piel es un enfoque más centrado para la administración de fármacos.
Se ha demostrado que la exposición al ultrasonido aumenta la permeabilidad de la piel para los medicamentos de molécula pequeña, pero los métodos actuales para administrar estos medicamentos están limitados por el uso de equipos engorrosos. Para abordar esto, el equipo del MIT se propuso crear un parche ligero y portátil para la administración transdérmica de fármacos, mejorando su usabilidad en varias aplicaciones.
Los científicos del MIT crearon un parche con múltiples transductores piezoeléctricos en forma de disco que transforman las corrientes eléctricas en energía mecánica. Estos transductores residen en una cavidad polimérica que contiene moléculas de fármaco en una solución fluida. Las corrientes eléctricas aplicadas a los transductores crean ondas de presión en la solución, lo que lleva a la formación de burbujas que se rompen contra la piel. Los microchorros de líquido que resultan de este proceso penetran a través de la capa externa de la piel, el estrato córneo.
Amin Karami, uno de los coautores del estudio, dice que la implementación exitosa de esta técnica allana el camino para utilizar vibraciones para amplificar la administración de fármacos. Afirma que el conjunto de herramientas está diseñado para mejorar los componentes mecánicos y biológicos de la administración de fármacos al generar varios patrones de forma de onda basados en una variedad de parámetros.
Usando PDMS, un polímero a base de silicona con propiedades adhesivas, el parche fue diseñado para adherirse de forma segura a la piel sin cinta adhesiva. El equipo experimentó con las capacidades del parche mediante la administración de niacinamida, una vitamina B que se encuentra comúnmente en los protectores solares y humectantes.
En experimentos con piel de cerdo, los investigadores demostraron que el parche de ultrasonido permitió un aumento de 26 veces en la penetración del fármaco a través de la piel para la administración de niacinamida, en comparación con el nivel alcanzable sin intervención ultrasónica.
Además, el equipo comparó su nuevo dispositivo con microagujas, una técnica de administración transdérmica de fármacos que consiste en perforar la piel con agujas diminutas. El estudio encontró que el parche de los investigadores podía administrar la misma cantidad de niacinamida en solo 30 minutos que las microagujas podían administrar en seis horas.
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La versión actual del dispositivo permite que los medicamentos penetren unos pocos milímetros en la piel, lo que lo hace potencialmente ventajoso para los medicamentos con efectos locales en la piel, como los que se usan para tratar las manchas de la edad, las manchas oscuras o las quemaduras.
La técnica podría mejorarse para permitir una penetración más profunda, haciéndola viable para medicamentos como el fentanilo, la lidocaína y la cafeína, que necesitan acceder al torrente sanguíneo. Otra aplicación que contempla Dagdeviren es la entrega de hormonas, específicamente progesterona. Los investigadores también están considerando implantar dispositivos similares dentro del cuerpo para tratar diversas enfermedades, incluido el cáncer.
Por ahora, el equipo tiene como objetivo perfeccionar aún más el parche portátil y tiene planes de realizar las pruebas de laboratorio nuevamente con moléculas de fármacos más masivas. También planean realizar ensayos en sujetos humanos pronto.
Shah explica que evaluarán las características de penetración de medicamentos de medicamentos más grandes para evaluar la viabilidad de administrar hormonas o insulina a través de la tecnología desarrollada. Esta sería una opción más cómoda para aquellos que tienen que inyectarse a diario.
En el caso de una implementación exitosa, este nuevo enfoque para la administración de fármacos podría representar una ventaja considerable sobre los métodos de inyección tradicionales. Esto podría potencialmente eliminar la necesidad de agujas por completo, transformando la administración de medicamentos en un proceso más conveniente, indoloro y amigable para el paciente. Este avance también tiene el potencial de revolucionar el campo de la medicina al proporcionar un método de administración de medicamentos más accesible y eficiente. Además, la administración de medicamentos sin agujas podría aliviar la ansiedad y la incomodidad que experimentan muchos pacientes con las inyecciones, lo que podría mejorar el cumplimiento del paciente y los resultados generales de salud.
Los hallazgos del estudio se publican en la revista Advanced Materials.
