Un gel qui se décompose, se remet en place pourrait améliorer l’administration de médicaments oraux

Un gel qui se décompose, se remet en place pourrait améliorer l'administration de médicaments oraux

Un gel qui se décompose, se remet en place pourrait améliorer l'administration de médicaments oraux

Un rendu artistique montre la dégradation du CAH en réponse aux changements de pH au fil du temps qui imitent le tractus gastro-intestinal. Les points jaunes représentent les particules du gel utilisées pour mesurer ce processus dans les expériences microrhéologiques. Crédit: Illustration par Sayo Studio LLC

Un matériau hydrogel émergent capable de se dégrader et de se reformer spontanément dans le tractus gastro-intestinal pourrait aider les chercheurs à développer des méthodes plus efficaces pour l’administration orale de médicaments.


«La majorité des médicaments et des nutriments sont absorbés dans le corps par les intestins, mais pour y arriver, ils doivent traverser l’estomac, un environnement très acide et rude qui peut interférer avec les molécules actives des produits pharmaceutiques», explique Kelly Schultz, un professeur agrégé de génie chimique et biomoléculaire au PC Rossin College of Engineering and Applied Science de l’Université de Lehigh.

Schultz et doctorat en génie chimique de quatrième année. Nan Wu, étudiante, étudie les hydrogels adaptatifs covalents (CAH), qui sont conçus pour libérer des molécules à mesure qu’ils perdent du polymère dans l’estomac, puis se gélifient d’eux-mêmes, ce qui protège les molécules et leur permet de rester actifs pour une distribution ciblée dans le intestins. Les recherches de l’équipe en microrhéologie sont présentées dans un article et une illustration de couverture intérieure dans le numéro actuel de Matière molle.

Pour caractériser le matériau et donner un aperçu de son potentiel pharmaceutique, Wu a réutilisé un dispositif microfluidique initialement développé dans le laboratoire de Schultz pour la recherche sur les tissus et les produits de soins à domicile afin de créer un «tractus gastro-intestinal sur puce». La configuration expérimentale lui permet d’échanger l’environnement fluide autour du gel pour imiter l’environnement de pH de tous les organes du tractus gastro-intestinal, simulant comment le matériau réagirait au fil du temps s’il était ingéré.

En utilisant la microrhéologie, Wu recueille des données de microscopie et mesure la quantité de particules dans le gel, certaines expériences prenant des heures et d’autres s’étalant sur plusieurs jours, selon l’organe digestif qu’elle réplique. Wu suit les particules en utilisant un algorithme qui fournit des informations scientifiquement significatives sur les propriétés du matériau, qui a été initialement développé par l’Université du Colorado chez Kristi S. Anseth, professeur à Boulder.

« Les CAH présentent une re-gélification spontanée inhabituelle qui est vraiment surprenante », explique Schultz. « En règle générale, les gels ne se dégradent pas et ne se reforment pas sans aucun stimulus supplémentaire comme ceux-ci. Nous avons démontré la viabilité des CAH en tant que moyen d’administration de médicaments par voie orale et de nutriments, et maintenant nous commençons à travailler sur des études de libération moléculaire et à ajouter d’autres composants pour rendre les expériences plus complexes. « 

Wu a enquêté sur ces documents au cours de son doctorat. études, dit Schultz. « Elle fait un travail incroyable et s’engage à comprendre tous les aspects de la recherche. »

Le laboratoire de recherche de Schultz se concentre sur la caractérisation des échafaudages en gel colloïdal et polymère et le développement de nouvelles techniques pour caractériser ces systèmes complexes, qui jouent des rôles importants dans des domaines tels que les soins de santé et les produits de consommation.

« Ce que nous faisons dans les biomatériaux est quelque peu unique: il y a beaucoup de travail sur la chimie de réticulation et sur le développement de ces matériaux, et il y a beaucoup de recherche animale qui les implante et les teste, mais il n’y a pas beaucoup de travail au milieu. Il y a beaucoup de mystère entre la conception d’un matériau et la compréhension de ce qui se passe quand il fonctionne. Nous essayons de trouver de nouvelles façons de reproduire ce qui se passe à l’intérieur d’un animal ou d’une personne et de collecter des mesures importantes pour relier les points et informer d’autres études.  »


Un pas de plus vers les échafaudages de «conception à la demande» pour la régénération tissulaire


Plus d’information:
Nan Wu et al, Caractérisation microrhéologique de la dégradation hydrogel adaptable covalente en réponse aux changements temporels de pH qui imitent le tractus gastro-intestinal, Matière molle (2020). DOI: 10.1039 / D0SM00630K

Fourni par Lehigh University

Citation: Un gel qui se décompose, se remet en place pourrait améliorer la distribution des médicaments par voie orale (2020, 16 juillet) récupéré le 17 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-gel-delivery-oral-drugs.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Hormis toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans l’autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.