נטילת תרופות באמצעות שתל תת-עורי, שנשלט על ידי הסמארטפון

מיליוני אנשים בעולם סובלים ממחלות כרוניות, הכרוכות במעמסה של נטילת תרופות יומית, לפעמים אפילו כמה פעמים מדי יום. למרות שכל אחד מאיתנו שונה מרעהו, הטיפול הקונוונציונאלי די אחיד – גלולות או הזרקות מדי יום, כשהצלחה בניהול המחלה תלויה רבות ביכולתו של המטופל לעמוד במשטר האופטימלי של נטילת התרופות. מטופלים רבים צריכים לקחת כמה תרופות, ובכמה מינונים מדי יום, וקל מאוד להתבלבל.

חוקרים במרכז הרפואי  Houston Methodist שביוסטון מנסים כעת להציע הקלה לאותם מטופלים, באמצעות פיתוח של שתל קטן, שמכונה (nDS (nanochannel delivery system – שמסוגל לשחרר תרופות לאורך תקופות ארוכות בדרך מותאמת אישית ומדויקת, וזאת באמצעות קישוריות בלוטות'.

ה-nDS, שגודלו אינו עולה על זה של עינב, מושתל מתחת לעור ומופעל באמצעות סוללה נטענת. שדה חשמלי מפקח על מינון התרופה, משום ששדה חשמלי וערוצי ננו זעירים נוטים פחות להשתבש בהשוואה למכשירים מכאניים קונוונציונאליים, כמו משאבת אינסולין, למשל. מיכל תרופות קטן, שניתן למלאו מחדש, משמעותו שניתן לשחרר תרופות במשך חודשים לפני שיש צורך למלאו מחדש.

"ניתן לפקח על השתל באמצעות האינטרנט והסמארטפון", ציין החוקר הראשי, אלסאנדרו גראטוני, מנהל המחלקה לרפואת ננו במרכז הרפואי. "הדבר מאפשר הן לרופאים והן למטופלים מינון ועיתוי מדויקים, שאפשר לשלוט בהם ולהתאימם מרחוק".

"המשמעות היא, שה-nDS יכול לשחרר תרופות כחלק מתוכנית מינון אוטומטית. המטופל לא צריך לזכור את לוח הזמנים ויש סיכוי נמוך לבלבול, מה גם ששחרור התרופות יכול להתבצע בזמן שינה", אמר החוקר. "מחלות שונות דורשות נטילת תרופות בזמנים שונים של היום לצורך יעילות מרבית, וזה יכול להיות גם באמצע הלילה, כך שהפיכת התהליך לאוטומטי עם ה-nDS יכולה להיות יעילה מאוד ונוחה עבור המטופלים".

עוד ציין גראטוני, כי "מבוגרים וילדים וגם אנשים עם מוגבלויות שצריכים לקחת תרופות כמה פעמים מדי יום, או אנשים שחיים באזורים גיאוגרפיים מרוחקים יוכלו להפיק תועלת רבה מההתקן הזה, שיכול לשמש גם למתן תרופות מונעות".

גראטוני וצוות המחקר פיתחו את ההתקן במשך שמונה שנים, ויתחילו כעת בניסויים בבני אדם.

"אנו רוצים לראות עולם שבו לכל אחד שזקוק לתרופות קבועות תהיה אפשרות לפתרון תת עורי – לא גדול יותר מעינב", אמרו החוקרים.

לשלוט על תאים במוח באמצעות הסמארטפון

פיתוח דומה במקצת הציג צוות של מדענים מהמכון המתקדם למדע וטכנולוגיה של קוריאה, שעבד בשיתוף פעולה עם מדענים מארצות הברית. הצוות המציא התקן, שיכול לפקח על מעגלים חשמליים במוח באמצעות שתל זעיר שמפוקח על ידי סמארטפון. הצוות הקוריאני מפתח מוצרים אלקטרוניים לבישים ושתלים, והצוות האמריקני חוקר מעגלים חשמליים במוח המשפיעים על מצבי לחץ, דיכאון, התמכרות, כאב והפרעות נוירו-פסיכיאטריות אחרות.

שיתוף הפעולה בן שלוש השנים הניב את ההתקן הזה, שלדבריהם הוכיח את יעילותו במחקר בנושא המוח והמחלות הקשורות בו.  החוקרים, שפרסמו את ממצאיהם במגזין Nature Biomedical Engineering, מאמינים, שההתקן יכול לזרז את המאמצים בהבנה עמוקה יותר של מחלות מוח כמו פרקינסון, אלצהיימר, התמכרויות, דיכאון, כאב ועוד, שהידע עליהם מוגבל.

שתל זעיר שמשפיע על תאי המוח. צילום: המכון המתקדם של קוריאה למדע וטכנולוגיה

באמצעות מעין מחסנית זעירה שניתן להחליפה ואנרגיה של בלוטות' עוצמתי, ההתקן מאפשר להתמקד בנוירונים ספציפיים באמצעות שימוש בתרופה ואור למשכים ארוכים.

ההתקן האלחוטי מאפשר אפנון עצבי כימי ואופטי שמעולם לא הושג בעבר, ציין החוקר הראשי, ראזה קאזי, שפועל במכון הקוריאני ובאוניברסיטת קולורדו בולדר. לדבריו, הטכנולוגיה הזאת מאפילה באופן משמעותי על שיטות קונוונציונאליות שבשימוש מדעני מוח, שבדרך כלל משתמשים בשפופרות מתכת קשיחות ובסיבים אופטיים כדי להעביר תרופות ואור למוח. מלבד הגבלת התנועה של המטופלים בגלל החיבור לציוד מגושם, המבנה הקשיח של השפופרות גורם לפציעה של הרקמות הרכות במוח במהלך הזמן, ולכן לא מאפשר טיפול על פני תקופות זמן ארוכות.

החוקרים מן המכון הקוריאני חברו לעמיתים מאוניברסיטת וושינגטון שבסיאטל ופיתחו בשיתוף פעולה התקן מוחי, עם מחסנית תרופות ניתנת להחלפה, המאפשרת למדעני המוח ללמוד את המעגלים החשמליים במוח במשך כמה חודשים בלי לחשוש ממחסור בתרופה. המחסנית הורכבה לתוך בשתל זעיר, שניתן לשלוט בו באמצעות ממשק לסמארטפון, והמדענים יכולים באמצעותו לעורר כל צירוף אפשרי או תדר אור מסוים, או רצף של אור ותרופה מרחוק, בלי שהמטופל צריך להגיע למעבדה.

"ההתקן המהפכני הזה הוא פרי פיתוח של אלקטרוניקה והנדסה ממוזערת. אנו מעוניינים לפתח את הטכנולוגיה הזאת כדי לאפשר שתל מוחי לצרכים קליניים", מציינים החוקרים. לדבריהם, הפיתוח הזה מאפשר להם לנתח טוב יותר את הבסיס ההתנהגותי של מעגלים עצביים, וכיצד מאפננים עצביים במוח משנים את ההתנהגות בדרכים שונות. בנוסף, "אנו גם להוטים להשתמש בהתקן לצרכים פרמקולוגיים שונים, שיכולים לסייע לנו לפתח צורות ריפוי שונות למחלות כמו כאב, התמכרות והפרעות רגשיות".