پوششی هوشمند برای رهاسازی کنترل‌‌شده‌ی دارو

تصور کنید ادوات پزشکی هوشمند درون بدن قرار داده شوند و بتوانند به‌طور خودکار شرایط داخل بدن را رصد کرده و در برابر تغییرات پاسخ مناسب دهند؛ برای مثال در صورت عفونت، داروهای آنتی‌بیوتیک آزاد کند. اخیراً محققان با استفاده از فیلم‌های پلی‌پیرول، گامی به‌سوی رسیدن به این هدف برداشته‌اند.

تصور کنید ادوات پزشکی هوشمند درون بدن
قرار داده شوند و بتوانند به‌طور خودکار شرایط داخل بدن را رصد کرده و در
برابر تغییرات پاسخ مناسب دهند؛ برای مثال در صورت عفونت، داروهای آنتی‌بیوتیک
آزاد کند. اخیراً محققان با استفاده از فیلم‌های پلی‌پیرول، گامی به‌سوی
رسیدن به این هدف برداشته‌اند. این فیلم که حاوی نانولوله‌های کربنی است،
می‌تواند با اعمال ولتاژ دارو آزاد کند.

بازار اداوات پزشکی کاشتنی درون بدن، بسیار بزرگ بوده، به‌طوری که در
آمریکا به رقم ۲۳ میلیارد دلار در سال می‌رسد که هر سال ۱۰ درصد رشد می‌کند.
بزرگ‌ترین مشکل موجود در این بخش که مانع ماندگاری طولانی‌مدت این ادوات می‌شود،
عفونی شدن و پوشش این ادوات است. مطالعات نشان می‌دهد که این ادوات که
بیشتر از جنس پلاستیک و فلز هستند، به مرور زمان از بین می‌روند. برای
تشخیص مشکل ایجادشده، لازم است بیمار به بیمارستان مراجعه کند تا با
استفاده از اشعه‌ی ایکس نوع مشکل ایجادشده بر روی این ادوات مشخص گردد.
جایگزینی یک قطعه‌ی نو به جای قطعه‌معیوب بسیار مشکل و هزینه‌بر است.

مطالعات اخیر نشان می‌دهد که استفاده از
فیلم‌های پلی‌پیرول به‌عنوان دستگاه آزادکننده‌ی دارو که به‌صورت الکتریکی
قابل کنترل بوده و در سطح قطعات قرار می‌گیرند، می‌تواند کاشت استخوان را
بهبود دهد. پژوهشگران دانشگاه براون داروهای ضد تورم و آنتی‌بیوتیک‌ها را
در یک پوشش پلیمری قرار داده، نشان دادند که پلی‌پیرول می‌تواند با اعمال
ولتاژ، چنین

داروهایی را آزاد کرده و رفتار سلولی را تحت کنترل درآورد که این مسئله
برای حوزه‌ی اورتوپدی بسیار حائز اهمیت است.

پلی‌پیرول یک پلیمر رساناست که به‌صورت الکتروشیمیایی سنتز می‌شود. این
گروه تحقیقاتی سیستم رهاسازی داروهای پنی‌سیلین/استرپتومایسین و
دکستامتازون از پلی‌پیرول ارائه کردند. این سیستم می‌تواند روی ادوات کاشته‌شده‌ی
استخوانی قرار گرفته، از مانع بروز مشکلات عفونی و غیر عفونی شود.

برای تولید این پوشش پلیمری، محققان نانولوله‌های کربنی چندجداره‌ای به قطر
۵۵ نانومتر را با استفاده از روش رسوب شیمیایی از فاز بخار روی تیتانیوم
آندایزشده نشست دادند. مونومرهای پلی‌پیرول، پیش از پلیمریزه شدن در اطراف
نانولوله‌های کربنی، با آنتی‌بیوتیک‌ها یا دکسامتازون اکسید می‌شوند.

داروهای آنیونی، به‌صورت الکترواستاتیک درون فیلم‌های نازک پلی‌پیرول
چسبیده و با اعمال ولتاژ منفی آزاد می‌شوند. پلی‌پیرول به‌دلیل اکسید شدن
بیش از حد یا اعمال ولتاژ به‌صورت طولانی‌مدت، خاصیت فعالیت الکتریکی خود
را از دست می‌دهد؛ اما نانولوله‌های کربنی به‌دلیل هدایت الکتریکی بالا به
کمک پلی‌پیرول آمده،موجب طولانی‌تر شدن فعالیت الکتریکی این پوشش‌ها
می‌شوند.