https://en.wikipedia.org/wiki/Microneedles

Η βασική πρόκληση στη φαρμακευτική θεραπεία έγκειται στη μεγιστοποίηση της θεραπευτικής αποτελεσματικότητας με ταυτόχρονη ελαχιστοποίηση των συστημικών παρενεργειών. Η παραδοσιακή από του στόματος χορήγηση υφίσταται σημαντική μείωση της αποτελεσματικότητας λόγω του μεταβολισμού πρώτης-διόδου στο ήπαρ, ενώ η ενδοφλέβια ένεση, αν και ταχεία στην έναρξη, έχει ως αποτέλεσμα ευρεία κατανομή φαρμάκων σε όλο το σώμα, προσφέροντας κακή στόχευση σε συγκεκριμένες βλάβες. Η εμφάνιση τουμικροβελόναη θεραπεία παρέχει α"κλειδί"στην ιατρική ακριβείας-που επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο της απελευθέρωσης του φαρμάκου τόσο σε χωρικές όσο και σε χρονικές διαστάσεις.

Όσον αφορά τη χωρική ακρίβεια, οι συστοιχίες μικροβελόνων μπορούν να μεταφέρουν φάρμακα απευθείας σε συγκεκριμένα ανατομικά στρώματα. Η κεράτινη στιβάδα, η επιδερμίδα, το χόριο και ο υποδόριος ιστός έχουν το καθένα ξεχωριστές φυσιολογικές λειτουργίες και παθολογικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, τα φάρμακα για τη θεραπεία της λεύκης πρέπει να δρουν στα μελανοκύτταρα στη βασική στιβάδα της επιδερμίδας, ενώ τα αντι{2}}συστατικά πρέπει να φτάσουν στους ινοβλάστες στο χόριο. Με τη συμβατική τοπική εφαρμογή, τα μεγάλα-μοριακά δραστικά συστατικά είναι σχεδόν ανίκανα να διεισδύσουν στην κεράτινη στοιβάδα. Ωστόσο, οι μικροβελόνες μπορούν να σχεδιαστούν με μήκη βελόνας προσαρμοσμένα στους θεραπευτικούς στόχους, επιτρέποντας την ακριβή απελευθέρωση του φαρμάκου στο επιθυμητό βάθος. Αυτό"layer-specific targeting"η ικανότητα ενισχύει σημαντικά τη βιοδιαθεσιμότητα του φαρμάκου από αρκετές έως και δεκάδες φορές.

Στον τομέα της θεραπείας του καρκίνου, οι μικροβελόνες προσφέρουν ένα ιδιαίτερα σημαντικό πλεονέκτημα στη χωρική στόχευση. Το πυκνό στρώμα και οι ανώμαλες αγγειακές δομές εντός των συμπαγών όγκων εμποδίζουν την αποτελεσματική διείσδυση των συστηματικών φαρμάκων χημειοθεραπείας. Επιθέματα μικροβελόνας φορτωμένα με χημειοθεραπευτικούς παράγοντες μπορούν να εφαρμοστούν απευθείας στην επιφάνεια του όγκου, με τις άκρες τους να διεισδύουν στον ιστό του όγκου για να απελευθερώσουν φάρμακα τοπικά. Σε μελέτες σε ζώα, αυτή η μέθοδος τοπικής χορήγησης πέτυχε συγκεντρώσεις φαρμάκου στο σημείο του όγκου πάνω από δέκα φορές υψηλότερες από εκείνες από ενδοφλέβια χορήγηση, ενώ τα συστηματικά επίπεδα φαρμάκου στο αίμα ήταν μόνο το ένα-ένα δέκατο υψηλότερα, μειώνοντας σημαντικά τις συστηματικές παρενέργειες όπως ναυτία και απώλεια μαλλιών.

Πιο επαναστατική είναι η ικανότητα της μικροβελόνας να ελέγχει την απελευθέρωση του φαρμάκου με την πάροδο του χρόνου. Επιλέγοντας διαφορετικά υλικά βελόνας-όπως βιοαποδομήσιμα πολυμερή όπως πολυγαλακτικό οξύ, υαλουρονικό οξύ ή χιτοζάνη-η διάρκεια απελευθέρωσης μπορεί να προσαρμοστεί από λεπτά έως εβδομάδες. Πιο προχωρημένο"αποκρουστικές μικροβελόνες"μπορεί να ανιχνεύσει φυσιολογικά σήματα και να προσαρμόσει αυτόνομα τον ρυθμό απελευθέρωσης του φαρμάκου. Για παράδειγμα, τα επιθέματα μικροβελόνας που ανταποκρίνονται στη γλυκόζη-ενσωματώνουν φορείς ινσουλίνης τροποποιημένους με βορονικό οξύ. όταν η γλυκόζη του αίματος ενός ασθενούς αυξάνεται, οι αλλαγές στο επιφανειακό φορτίο πυροδοτούν τη διόγκωση του φορέα, επιταχύνοντας την απελευθέρωση ινσουλίνης. Καθώς τα επίπεδα γλυκόζης επανέρχονται στο φυσιολογικό, ο ρυθμός απελευθέρωσης μειώνεται αυτόματα. Αυτός ο μηχανισμός βιομιμητικής ρύθμισης εμφυτεύει αποτελεσματικά ένα μικροσκοπικό τεχνητό πάγκρεας στο δέρμα.

Ο συνδυασμός ακριβούς στόχευσης και έξυπνης ελεγχόμενης απελευθέρωσης εγκαινιάζει ένα νέο κεφάλαιο στην εξατομικευμένη ιατρική. Στο μέλλον, οι γιατροί θα μπορούν να προσαρμόζουν μεμονωμένες συνταγές μικροβελόνων με βάση τους γονότυπους των ασθενών, τους μεταβολικούς ρυθμούς και την εξέλιξη της νόσου. Κάθε μικροβελόνα λειτουργεί ως σιωπηλή αλλά πιστή"αγγελιαφόρος,"παράδοση του φαρμάκου με ακρίβεια και αξιοπιστία στον προορισμό του.