Schmerzlose Injektionen mit 4D-Nadeln

Foto: Gedruckte Mikronadeln, Riddish Mord, Rutgers University

Wissenschaftler der Rutgers University ließen sich von Parasiten und Bienen inspirieren.

Ein Team von Wissenschaftlern an der Rutgers University in New Brunswick entwickelt 4D-Nadeln, um Schmerzen beim Injizieren von Medikamenten, bei Impfungen und bei der Blutentnahme zu lindern. Das Wirkprinzip innovativer Mikronadeln wurde durch Beobachtung von Parasiten und anderen Lebewesen entwickelt.

Es mag ekelhaft erscheinen, aber die Vorteile, die die von Parasiten inspirierten Mikronadeln bringen, werden dieses emotionale Unbehagen bei weitem überwiegen. Dank der Verwendung von 3D-Druck und Materialien, die nach dem Drucken ihre Form ändern können, hat eine Gruppe von Wissenschaftlern von Rutgers eine schmerzlose und weniger invasive Injektionsmethode erfunden als herkömmliche medizinische Nadeln.

Medizinische Nadeln sind heute das Hauptinstrument für die Entnahme von Blutproben, die Verabreichung von Medikamenten oder die Impfung. Jeder, der sich jemals mit ihnen befasst hat, weiß zumindest, dass Empfindungen bestenfalls unangenehm sind.

Herkömmliche Mikronadeln werden im medizinischen Bereich zunehmend eingesetzt, da sie die Schmerzen durch Injektion reduzieren und das Infektionsrisiko minimieren. Aufgrund der schlechten Haftung trat jedoch ein Problem bei der kontrollierten Abgabe von Arzneimitteln auf - gebrauchte Mikronadeln haften selbst als Teil spezieller Pflaster nicht gut auf der Haut und eignen sich nicht für die schrittweise Verabreichung von Arzneimitteln (Tropfer, Katheter) oder für Langzeitstudien (Entnahme von Biomaterial, Halten von Sensoren) Haut). Die Lösung wird 4D Mikronadeln gedruckt.



„Wir glauben, dass unsere Mikronadeln, die mithilfe des 4D-Drucks hergestellt wurden, die Zuverlässigkeit und Qualität von Injektionen für die Abgabe von Medikamenten, die Wundheilung, die Durchführung von Forschungsarbeiten und anderen Aktivitäten mit Weichteilen erhöhen werden

“, erklärt Ho Won Lee, Hauptautor des Department of Engineering and Luft- und Raumfahrttechnik Rutgers University.


Foto: Testen von 4D-Mikronadeln, Riddish Mord, Rutgers University

Innovative 4D-Mikronadeln wurden von der Natur angeregt; Ein Team von Wissenschaftlern sammelte Ideen aus einigen Merkmalen verschiedener Lebewesen, wie z. B. Mikrohaken von Parasiten, Bienenstichen und Stachelschweinnadeln. Auf dieser Grundlage erfand ein Team von Wissenschaftlern eine Mikronadel, die bei der Verabreichung an der Haut haftet.

Die Dicke und Lage der Zähne und die Krümmung ihrer Biegung werden durch die Parameter und die Zusammensetzung des Materials während des Photopolymer-3D-Drucks gesteuert, und der Desolvatisierungseffekt, bei dem das Material innerhalb der Nadeln nicht aushärtet, wurde verwendet, um innere Kanäle zu erzeugen.

Die gedruckten 4D-Mikronadeln wurden an einer Probe von Hühnermuskelgewebe getestet und die Ergebnisse waren vielversprechend: Eine gedruckte Mikronadel haftet 18-mal besser an Geweben als eine herkömmliche Mikronadel ohne Haken und zeigt eine langsamere Freisetzung des Arzneimittels, was eine kontrollierte Verabreichung wirksamer Arzneimittel ermöglicht .

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass adhäsive Mikronadeln eine wichtige Rolle bei der Diagnose und Überwachung der Gesundheit spielen können und dabei helfen, DNA-Proben zu entnehmen, Enzyme, Antikörper und andere medizinische Indikatoren zu testen. Für Patienten mit Diabetes, die viele Blutuntersuchungen durchführen müssen, um ihren Zuckerspiegel zu kontrollieren, können Mikronadeln eine weniger invasive Lösung sowohl für Glukosetests als auch für den Insulinkonsum sein.

Eine Studie über gedruckte 4D-Nadeln wurde in der Zeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht.