Wissenschaftler haben ein Pflaster entwickelt, das die Medikamentengabe über die Haut erleichtern soll. Mithilfe von Ultraschallwellen kommen Wirkstoffe nicht nur schneller und in größerer Menge, sondern auch schmerzfrei an.
Die meisten Medikamente werden oral oder intravenös verabreicht. Die Verabreichung von Arzneimitteln über die Haut ist jedoch ein attraktiverer Weg, da Arzneimittel, die die Wundheilung fördern oder Schmerzen lindern, so direkt an den Einsatzort gelangen. Die äußere Hautschicht hindert jedoch die meisten kleinen Moleküle daran, einzudringen – das macht die Sache kompliziert.
„Der Hauptvorteil der Haut ist, dass man den gesamten Magen-Darm-Trakt umgeht. Bei der oralen Verabreichung muss man eine viel größere Dosis verabreichen, um den Verlust im Magen-Darm-Trakt auszugleichen“, sagt Wissenschaftlerin Aastha Shah. „Dies ist eine viel gezieltere Art der Medikamentenverabreichung.“
In der Hoffnung, die Verabreichung von Medikamenten durch die Haut zu vereinfachen, haben Forscher nun ein Pflaster entwickelt, das schmerzlose Ultraschallwellen auf die Haut überträgt und so winzige Kanäle schafft, durch die Medikamente in die Haut eindringen können. Ultraschall erhöht die Durchlässigkeit der Haut für niedermolekulare Medikamente – die meisten der bestehenden Techniken zur Verabreichung dieser Medikamente erfordern jedoch sperrige Geräte. Das Forscherteam wollte daher einen Weg finden, die transdermale Applikation zu erleichtern.
Das Pflaster enthält scheibenförmige, piezoelektrische Wandler, die elektrische Ströme in mechanische Energie umwandeln. Jede Scheibe ist in einen polymeren Hohlraum eingebettet, der die in einer Flüssigkeit gelösten Arzneimittelmoleküle enthält. Wenn die piezoelektrischen Elemente elektrischem Strom ausgesetzt werden, erzeugen sie Druckwellen in der Flüssigkeit. Dadurch entstehen Blasen, die auf der Haut zerplatzen. Diese zerplatzenden Blasen erzeugen Mikrostrahlen, die die harte äußere Schicht der Haut durchdringen können.
Das Pflaster besteht aus PDMS – einem Polymer auf Silikonbasis, das ohne Klebestreifen auf der Haut haften kann. In einer Studie testeten die Forscher das Pflaster mit Niacinamid. Anhand von Schweinehaut zeigte das Team, dass bei der Verabreichung mit dem Ultraschallpflaster die Wirkstoffmenge, die die Haut durchdrang, 26-mal größer war als ohne Ultraschallunterstützung. Anschließen verglichen die Wissenschaftler die Ergebnisse ihres neuen Geräts auch mit der Mikroneedling-Technik. Das Ergebnis: Durch das Pflaster konnte innerhalb von 30 Minuten die gleiche Menge Niacinamid verabreicht werden wie mit Mikronadeln über einen Zeitraum von sechs Stunden.
„Die einfache Handhabung und die hohe Wiederholbarkeit dieses Systems bieten Patienten und Verbrauchern, die an Hautkrankheiten und vorzeitiger Hautalterung leiden, eine völlig neue Alternative“, sagt Hauptautorin Prof. Canan Dagdeviren. „Die Verabreichung von Medikamenten auf diese Weise könnte weniger systemische Toxizität bieten und ist lokaler, komfortabler und kontrollierbarer.“ Die Forscher versuchen nun, die Eindringtiefe zu erhöhen, um die Technik auch für Medikamente einsetzen zu können, die in den Blutkreislauf gelangen müssen oder zur Gabe von Hormonen.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung des Massachusetts Institute of Technology. Hier gehts zur Originalpublikation.
Bildquelle: Diana Polekhina, unsplash
