Pilules de direction en toute sécurité

Contrôler une pilule lorsqu'elle se déplace dans le corps d'un patient pourrait permettre aux médecins d'administrer des médicaments précisément au bon endroit, par exemple une tumeur dans le côlon.

Avale ça : Un aimant dans la capsule montrée ici permet aux chercheurs de contrôler la position de la capsule dans le tube digestif. Cela pourrait conduire à des méthodes d'administration de médicaments plus précises.

Des chercheurs de l'Université Brown ont démontré un moyen de contrôler en toute sécurité une pilule maniable et de surveiller son passage dans le tractus gastro-intestinal.

En plus de rechercher des traces dans la circulation sanguine d'un patient, il est difficile pour les médecins de dire si un médicament a été administré correctement. Vous pouvez prendre des radiographies [des pilules étiquetées], mais vous ne pouvez jamais vraiment savoir à quelle heure le médicament a été libéré, dit Edith Mathiowitz , professeur agrégé de sciences médicales et d'ingénierie à l'Université Brown et chercheur principal du projet. L'équipe de Mathiowitz, qui se concentre sur la création de meilleures technologies d'administration de médicaments, a à l'origine construit un système de suivi magnétique pour observer les pilules lorsqu'elles traversent le corps. Mais les chercheurs ont vite réalisé qu'ils pouvaient également contrôler les pilules.

Ce que nous avons développé pourrait être extrêmement utile pour améliorer la biodisponibilité des médicaments qui ont des fenêtres thérapeutiques même étroites, explique Mathiowitz, se référant aux médicaments qui ne sont absorbés que dans des régions spécifiques du tractus gastro-intestinal. Vous pouvez l'utiliser de deux manières : un système de rétention pour l'estomac [pour s'assurer que le patient reçoit le dosage souhaité] et pour la localisation dans des régions spécifiques du tractus gastro-intestinal, des régions très difficiles à atteindre.

Dans des expériences, l'équipe de Mathiowitz a déplacé des pilules dans l'estomac et les intestins de rats. Ils ont développé un système pour mesurer et contrôler la force entre un aimant d'un millimètre de long à l'intérieur de la pilule et un grand aimant externe utilisé pour contrôler son mouvement. Le système rapproche ou éloigne automatiquement l'aimant externe de l'aimant de la pilule pour maintenir la force minimale qui va manipuler la pilule, évitant ainsi d'endommager l'intestin ou l'estomac de l'animal.

D'autres groupes de chercheurs ont montré que les capsules peuvent être manipulées magnétiquement à l'intérieur du corps, mais ils ne se sont pas concentrés sur la minimisation de la force utilisée, explique Bryan Laulicht, premier auteur du document de recherche décrivant le travail, publié aujourd'hui dans l'édition en ligne de la revue. Actes de l'Académie nationale des sciences . L'idée dominante était d'utiliser autant de force que possible, dit-il. Notre véritable impulsion était de mettre l'accent sur la sécurité.

Suivi des pilules : Un nouveau système contrôle soigneusement la position d'une pilule magnétique (entourée de blanc) à l'intérieur du tube digestif d'un rat.

La pilule développée à Brown a à peu près la même taille et la même forme qu'une capsule de Tylenol et contient un aimant et un réservoir pour contenir des médicaments et des particules de fer microscopiques, qui apparaissent sur la radiographie.

Dans les expériences sur les animaux, l'aimant de contrôle a été placé à côté du rat, avec un appareil pour mesurer la force entre les deux aimants - un petit porte-à-faux qui se plie en réponse à la force et est suffisamment sensible pour détecter seulement 0,01 gramme de masse. Les changements du faisceau en porte-à-faux ont été transmis à un ordinateur 10 fois par seconde, et l'aimant de contrôle s'est déplacé automatiquement en réponse. L'équipe a déduit la force minimale nécessaire à partir des calculs des pressions normales qui se produisent pendant la digestion et a pu garder la pilule magnétique dans l'intestin grêle du rat pendant 12 heures. L'équipe a utilisé un appareil à rayons X pour suivre la pilule chez le rat.

Je pense que c'est un bon moyen pour un système d'administration de médicaments plus contrôlé, déclare Frank Volke, chef d'une équipe de recherche à l'Institut Fraunhofer de génie biomédical à Ankt Ingbert, en Allemagne, qui développe une technologie similaire. Le groupe de Volke a créé une pilule contenant une caméra qui peut être contrôlée magnétiquement, et son groupe espère également développer un système de distribution de médicaments. D'autres approches expérimentales pour contrôler le mouvement des pilules incluent l'utilisation de minuscules pieds robotiques et l'utilisation de modules qui s'auto-assemblent à l'intérieur du corps.

Les pilules à libération lente, enrobées d'un produit chimique qui contrôle la vitesse à laquelle le médicament est délivré, existent depuis un certain temps, mais un moyen de diriger une pilule ajouterait plus de flexibilité à ce type de médicament, dit Maysam Ghovanloo , professeur adjoint au Georgia Institute of Technology, qui développe une pilule intelligente qui surveille l'observance du traitement . Il suggère que la surveillance des champs magnétiques, plutôt que l'utilisation de rayons X, pourrait finalement rendre plus sûre la surveillance de la position de la pilule. Laulicht dit qu'ils prévoient de passer éventuellement à un système de suivi magnétique.

Moïse Goddard , un chirurgien généraliste et professeur agrégé à l'Université Brown qui n'a pas été impliqué dans le travail, dit qu'il s'agit d'un raffinement intrigant des outils pour améliorer les techniques de guidage magnétique. Bien qu'il n'y ait pas de technologies de guidage magnétique approuvées par la FDA pour une utilisation avec des médicaments, Goddard dit qu'une telle approche pourrait aider à traiter des maladies allant du diabète à la maladie de Crohn. L'étude magnétique nous donnera une bien meilleure idée de la façon d'utiliser et de manipuler les forces magnétiques de manière sûre et efficace afin de guider les pilules vers les zones de l'intestin où nous voulons qu'elles aillent et restent pendant une période contrôlable, dit Goddard. Il sera particulièrement utile pour déterminer comment guider des pilules relativement volumineuses vers des domaines d'intérêt spécifiques.

Metin Sitti , professeur agrégé d'ingénierie à l'Université Carnegie Mellon qui travaille sur les pilules robotiques, affirme que la recherche est très prometteuse dans le sens des applications médicales des capsules magnétiques non attachées.

Il faudra un certain temps avant qu'une telle technologie puisse être utilisée en toute sécurité chez les humains. De plus, le régime alimentaire et l'environnement extérieur devraient être soigneusement contrôlés pour s'assurer qu'aucune force magnétique inattendue n'entre en jeu. Mais Laulicht dit que le système pourrait potentiellement reconnaître si un autre aimant modifiait la force appliquée à une pilule, et même la contrer. En fin de compte, je pense que cela pourrait être utilisé dans un cadre ambulatoire, dit-il.

Si le dispositif est finalement adapté et approuvé pour un usage humain, il ne serait probablement utilisé que dans des cas extrêmes, tels que le cancer gastro-intestinal ou les maladies inflammatoires de l'intestin pour lesquelles d'autres thérapies ont échoué, explique Laulicht. Les prochaines étapes de l'équipe consistent à essayer de l'utiliser avec de vrais médicaments et à le tester sur des animaux plus gros.

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