Os pesquisadores do MIT desenvolveram uma tecnologia simples e de baixo custo para administrar formulações de drogas poderosas, que são muito viscosas para serem injetadas com seringas médicas convencionais.

A tecnologia, que édescrita em um artigo publicado hoje na revista Advanced Healthcare Materials , torna possí­vel injetar drogas de alta concentração e outras terapias por via subcuta¢nea. Ele foi desenvolvido como uma solução para produtos biofarmacaªuticos ou biola³gicos altamente eficazes e extremamente concentrados, que normalmente são dilua­dos e injetados por via intravenosa.

“Para onde a entrega de medicamentos e os produtos biola³gicos estãoindo, a injetabilidade estãose tornando um grande gargalo, evitando formulações que poderiam tratar doenças com mais facilidade”, diz Kripa Varanasi, professor de engenharia meca¢nica do MIT. “Os fabricantes de medicamentos precisam se concentrar no que fazem melhor e formular medicamentos, e não ficar presos a esse problema de injetabilidade.”

La­deres da Fundação Bill e Melinda Gates trouxeram o problema da injetabilidade para Varanasi após lerem sobre seu trabalho anterior sobre dispensação de la­quidos, o que atraiu a atenção de indaºstrias que va£o desde a aviação atéfabricantes de pasta de dente. Uma das principais preocupações da fundação, diz Varanasi, era fornecer vacinas de alta concentração e terapias biológicas para pessoas empaíses em desenvolvimento que não podiam viajar de áreas remotas para um ambiente médico.

Na atual pandemia, acrescenta Varanasi, ser capaz de ficar em casa e auto-administrar medicamentos por via subcuta¢nea para tratar doenças como câncer ou distúrbios autoimunes também éimportante empaíses desenvolvidos como os Estados Unidos.

“A autoadministração de medicamentos ou vacinas pode ajudar a democratizar o acesso aos cuidados de saúde”, afirma.

Varanasi e Vishnu Jayaprakash, um estudante de graduação no departamento de engenharia meca¢nica do MIT que éo primeiro autor do artigo, projetou um sistema que tornaria a injeção subcuta¢nea de formulações de drogas de alta concentração possí­vel, reduzindo a força de injeção necessa¡ria, que excedeu o que épossí­vel com injeção subcuta¢nea manual com uma seringa convencional.

Em seu sistema, o fluido viscoso a ser injetado écircundado por um fluido lubrificante, facilitando o fluxo do fluido pela agulha. Com o lubrificante, apenas um sanãtimo da força de injeção era necessa¡ria para a viscosidade mais alta testada, permitindo efetivamente a injeção subcuta¢nea de qualquer um dos mais de 100 medicamentos, de outra forma considerados muito viscosos para serem administrados dessa forma.

“Podemos permitir a injetabilidade desses produtos biola³gicos”, diz Jayaprakash. “Independentemente de quanto viscosa seja sua droga, vocêpode injeta¡-la, e éisso que tornou essa abordagem muito atraente para nós”.

As drogas biológicas incluem formulações baseadas em protea­nas e são colhidas de células vivas. Eles são usados ​​para tratar uma ampla gama de doenças e distúrbios e podem se ligar a tecidos específicos ou células imunola³gicas conforme desejado, provocando menos reações indesejadas e ocasionando respostas imunola³gicas especa­ficas que não ocorrem com outras drogas.

“Vocaª pode adaptar protea­nas ou moléculas muito especa­ficas que se ligam a receptores muito específicos no corpo”, diz Jayaprakash. “Eles permitem um grau de personalização, especificidade e resposta imunola³gica que simplesmente não estãodispona­vel com medicamentos de moléculas pequenas. a‰ por isso que, globalmente, as pessoas estãopromovendo drogas biológicas ”.

Por causa de suas altas viscosidades, a administração de drogas por via subcuta¢nea envolve manãtodos que se revelaram impratica¡veis ​​e caros. Geralmente, os medicamentos são dilua­dos e administrados por via intravenosa, o que requer uma visita a um hospital ou consulta³rio médico. Os injetores a jato, que injetam os medicamentos pela pele sem agulha, são caros e propensos a contaminação por backsplash. A injeção de drogas encapsuladas frequentemente resulta em entupimento da agulha e complexidade adicional na fabricação e nos perfis de liberação da droga. As seringas do tipo EpiPen também são muito caras para serem amplamente utilizadas.

Para desenvolver sua tecnologia, os pesquisadores do MIT começam definindo parametros teóricos e testando-os antes de projetar seu dispositivo. O dispositivo consiste em uma seringa com dois cilindros, um dentro do outro, com o tubo interno distribuindo o fluido viscoso do medicamento e o tubo ao redor fornecendo uma fina camada de lubrificante ao medicamento conforme ele entra na agulha.

Como o fluido lubrificado passa mais facilmente pela agulha, a carga viscosa sofre tensão de cisalhamento ma­nima. Por esse motivo, diz Jayaprakash, o sistema também pode ser útil para a bioimpressão 3D de tecidos feitos de componentes naturais e administrar terapias celulares, ambos os casos em que os tecidos e células podem ser destrua­dos por cisalhamento.

Os ganãis terapaªuticos - usados ​​em terapias ósseas e articulares, bem como na administração de medicamentos de liberação programada, entre outros usos - também poderiam ser administrados mais facilmente com a seringa desenvolvida pelos pesquisadores.

“A técnica funciona como uma plataforma para todos esses outros aplicativos”, diz Jayaprakash.

Pramod Bonde, professor associado de cirurgia da Yale School of Medicine, diz que a técnica pode afetar muito o campo da medicina.

“Esta tecnologia inovadora tem o potencial de ter um impacto fundamental e abrangente sobre como os medicamentos são administrados no corpo”, diz Bonde.

Nãoestãoclaro se a tecnologia fara¡ a diferença enquanto os pesquisadores buscam as possibilidades e tratamentos da vacina Covid-19. Os pesquisadores dizem, no entanto, que amplia as opções a  medida que diferentes formulações de medicamentos são consideradas.

“Assim que vocêtiver a história sobre a tecnologia que existe, a indústria pode dizer que poderia considerar coisas que antes eram impossa­veis”, diz Varanasi.

Como seu trabalho anterior estimulou a criação de quatro empresas, Varanasi diz que ele e sua equipe tem esperana§a de que essa tecnologia também seja comercializada.

“Nãodeve haver nenhuma razãopara que essa abordagem, devido a  sua simplicidade, não possa ajudar a resolver o que ouvimos da indústria ser um problema emergente”, diz ele. “O trabalho ba¡sico estãofeito. Agora éapenas aplica¡-lo a diferentes formulações. ”