I ricercatori dell’ACS Applied Bio Materials hanno sviluppato un prototipo di cerotto caricato con insulina che si attacca comodamente all’interno della guancia di una persona, per offrire un’alternativa alla somministrazione dell’ormone in modo meno invasivo.
Bisogna infatti ricordare che la gestione dei livelli di zucchero nel sangue richiede un’attenzione 24 ore su 24 per le persone con diagnosi di diabete. Una dieta più salutare e una maggiore attività fisica possono aiutare, ma molti con questa condizione hanno anche bisogno di assumere regolarmente iniezioni di insulina, l’ormone principale che regola lo zucchero.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica ACS Publications.
Cerotto caricato con insulina: ecco come funziona
Secondo l’American Diabetes Association, circa 6 milioni di americani usano l’insulina per aiutare a controllare il diabete, o perché i loro corpi non producono l’ormone (Tipo 1) o non rispondono bene a ciò che producono (Tipo 2). Le persone assumono insulina principalmente iniettandosi con penne o siringhe, oppure hanno impiantati dispositivi semipermanenti. Questi metodi sono invasivi e scomodi e richiedono uno smaltimento sicuro di aghi o rischio biologico e condizioni sterili.
I ricercatori hanno esplorato altri modi per fornire insulina attraverso la pelle, come lozioni gelatinose. Ma la pelle è una barriera troppo permeabile e le droghe si muovono lentamente nel corpo. Al contrario, la membrana che riveste l’interno della bocca è molto sottile, circa un quarto dello spessore della pelle, il che la rende un potenziale luogo in cui i farmaci possono entrare facilmente nel flusso sanguigno attraverso un cerotto caricato con insulina.
Gli studiosi dell’ACS Applied Bio Materials hanno prima immerso piccoli quadrati di un tappetino in nanofibra, costituito da fibre elettrofilate di acido poli(acrilico), β-ciclodestrina e ossido di grafene ridotto, in una soluzione con insulina per tre ore. Successivamente il team ha applicato il cerotto caricato con insulina sui rivestimenti delle guance e sulle cornee dei maiali.
Il riscaldamento del materiale con un laser nel vicino infrarosso per 10 minuti a 122F ha attivato il materiale e rilasciato insulina nei due tipi di membrane diverse volte più velocemente che attraverso la pelle. Inoltre, i ricercatori hanno posizionato il cerotto caricato con insulina in vivo all’interno delle guance di tre maiali insulino-dipendenti. I rivestimenti delle guance non hanno mostrato irritazioni o cambiamenti visivi dovuti al calore del laser. Non appena il materiale è stato attivato, i livelli di zucchero nel sangue dei suini si è stabilizzato.
Contemporaneamente, i livelli plasmatici di insulina degli animali sono aumentati, il che, secondo i ricercatori, è la prova del concetto che questa piattaforma preliminare è efficiente nel portare l’insulina nel flusso sanguigno.
Non solo, sei volontari umani hanno posizionato una versione placebo del cerotto all’interno delle loro guance, dicendo che si sentiva a proprio agio per un periodo di due ore. I ricercatori affermano che il loro prossimo passo è condurre ulteriori studi preclinici del prototipo su modelli animali.
I dispositivi in fibra elettrofilata carichi di sostanze terapeutiche, come il cerotto caricato con insulina, hanno guadagnato notevole attenzione come strumento versatile nel campo biomedico. Sebbene queste bende siano in gran parte basate su polimeri a rapida dissoluzione per rilasciare il carico, i dispositivi in fibra sensibili agli stimoli presentano i vantaggi di fornire una piattaforma di somministrazione del farmaco tempestiva e controllata dallo spazio, che può essere ricaricata e riutilizzata più volte. Questi vantaggi rendono i cerotti in fibra elettrofilata piattaforme originali per il rilascio indolore e conveniente di ormoni su richiesta.
A causa dell’elevata necessità di metodi più convenienti e non invasivi per la somministrazione di insulina, un ormone attualmente utilizzato per curare centinaia di milioni di persone con diabete in tutto il mondo, gli esperti hanno studiato l’enorme potenziale dei materassini in fibra a base di poli(acido acrilico) modificati con ossido di grafene ridotto come piattaforma originale per la somministrazione di insulina buccale e corneale su richiesta.
Il cerotto caricato con insulina simile a idrogel PAA @ rGO rese insolubili in acqua incorporando β-ciclodestrina, seguita da reticolazione termica, ha mostrato un’adeguata resistenza alla trazione insieme a un’elevata capacità di adsorbimento dell’insulina a pH 7 e una buona riciclabilità. Non solo, hanno mantenuto una buona morfologia fibrosa e un’elevata efficienza di carico anche dopo cinque cicli di carico-rilascio. La natura mucoadesiva delle fibre ha consentito la loro applicazione per la somministrazione di insulina attraverso la cornea dell’occhio e il rivestimento buccale della bocca, come evidenziato in studi ex vivo.
