薬剤溶出型インプラント

薬剤溶出インプラントは、生体活性インプラントの幅広い範囲を包含し、組織内またはその近傍に配置することで、従来の経口および静脈内投与に伴う生物学的利用能の制限、代謝、毒性などの障壁を克服しながら、薬剤の制御された持続的またはオンデマンドの放出を実現します。 ^{[ 1 ]}これらのインプラントは、特定の部位および周囲の疾患の治療に使用でき、患者に合わせたインプラントを実現するために3Dプリンティング技術が一般的に使用されています。^{[ 2 ]}

薬剤溶出インプラントの製造は過去10年間で著しく増加しており、さまざまな疾患の治療に利用できる柔軟性から、研究分野として継続されています。^{[ 3 ]}これらのインプラントには、抗生物質、抗ウイルス剤、化学療法剤、成長因子、抗炎症薬など、さまざまな種類の薬剤を充填することができます。^{[ 4 ]}

薬剤溶出インプラントは、さまざまな疾患の治療に合わせて個別化および標的化できる多用途な薬剤送達方法を提供し、従来の薬剤送達システムに関連する薬剤の生物学的利用能、代謝、投与量などの問題を克服することができます。^{[ 5 ]}

薬剤溶出インプラントは、さまざまな疾患の管理と治療に使用できます。従来の薬剤送達方法には潜在的な欠点があり、それがほとんどの身体システムでさまざまな薬剤送達技術の開発につながり、その多くは治療効果を向上させることができます。^{[ 1 ]}

婦人科

避妊薬を放出する一般的な婦人科用インプラントは、皮下または子宮内に挿入できます。膣内に挿入して避妊薬、抗炎症薬、抗生物質の治療量を放出し、避妊治療の遵守率を高めることができる非侵襲性の薬剤放出リングインプラントが開発中です。^{[ 1 ] [ 6 ]}

薬剤溶出インプラントは、特定の部位の組織に埋め込まれ、局所的に薬剤を放出するように設計されています。これらのインプラントは、免疫反応を引き起こさない生体適合性材料を使用して作られています。 ^{[ 14 ]}

インプラントの構造は個別化されており、治療対象となる組織の形状に適合するように設計されています。インプラントには、放出メカニズムに応じて薬剤を溶出するリザーバーが含まれています。このメカニズムは、インプラントのマトリックスコーティングの形をとる場合もあれば、インプラント内部のリザーバーの形をとる場合もあります。^{[ 15 ]}設計の目的は、副作用を軽減し、有効性を最大限に高めながら、標的組織に治療用量を提供することです。 ^{[ 15 ]}

薬剤溶出インプラントの製造にはさまざまな方法が用いられており、そのほとんどは3Dプリンティング技術を利用している。技術は、治療対象となる疾患、放出される薬剤、治療を受ける個々の患者などの要因によって異なる。^{[ 5 ]}

3Dプリンティング

3Dプリンティングは、材料を積層して3次元オブジェクトを製造する技術です。3Dプリンティングにはさまざまな技術があり、それぞれに長所と短所があるため、個別化されたインプラントを作成する際にはそれらを考慮する必要があります。現在、個別化された医療機器を改善するために、薬剤送達特性と有効性を判断する目的で、3Dプリンティングによるこれらの薬剤溶出インプラントの製造が研究されています。^{[ 5 ]}

生物医学工学の分野で使用されている従来のバイオプリンティング技術には、インクジェット方式、押出成形方式、レーザー支援方式などがあり、これらを用いて患者ごとに非常に特異的で個別的なインプラントを作成することができる。^{[ 4 ]}

薬剤溶出インプラントの作成に最も一般的に使用される材料には、汎用性の高いポリマー、セラミック、金属などがあり、それぞれ異なる動態特性を持つため、望ましい薬剤送達効果が得られるように操作することができます。^{[ 5 ] [ 16 ]}

薬剤溶出インプラントの目的は、従来の薬物療法に伴う多くの障害を克服し、埋め込まれた薬剤溶出インプラントの除去を含む、侵襲的な処置の必要性を減らすことである。^{[ 5 ]}

マトリックスへの薬剤の搭載は、製造時に薬剤に組み込むか、インプラントの印刷が完了した後に行うことができます。ポリマー材料との混合によって製造時に統合された薬剤は、一般的に、このメカニズムから多くの敏感な薬剤を除外できるような調製条件に耐えることができます。したがって、製造後に搭載する方が簡単な方法と考えられています。^{[ 5 ]}

通常、薬剤が送達システムに搭載されると、システム内の薬剤レベルが枯渇した後に非侵襲的に補充する方法はありません。薬剤送達の補充に関する開発は、体内で化学修飾された薬剤搭載ハイドロゲルによって可能性を示しており、これは非侵襲的な補充手段として特定の局所薬剤送達デポに移動することができます。^{[ 21 ]}

薬剤溶出インプラントは、代謝、毒性、循環血中の薬剤濃度を一定に保つことができないなど、従来の全身投与に伴う一般的な問題を克服することで、薬剤送達の有効性を向上させることを目的としています。これらの問題を克服するために、患者には通常、管理された臨床環境でより高用量の薬剤が投与されます。^{[ 1 ]}

局所組織に薬剤溶出インプラントを導入することで、薬剤を標的部位に持続的に投与し、経口投与薬でよく見られる障害である全身代謝を防ぐことができます。これにより投与量を減らすことができ、ひいては治療費を削減できます。局所デポを介して投与される薬剤濃度が低いため、毒性のリスクを低減できるだけでなく、服薬遵守率を高め、適切な薬剤濃度を管理するための医師と患者の負担を軽減できます。^{[ 15 ] [ 18 ]}

薬剤溶出インプラントは血液脳関門を回避する効果的なメカニズムも提供し、この薬剤送達方法は主に神経膠腫の治療に使用されています。^{[ 15 ]}

局所的かつ標的指向的な薬剤溶出インプラント法には問題が生じる可能性がある。^{[ 1 ]}薬剤溶出インプラントの分野が直面する最大の障害の1つは、生分解性でないインプラントへの薬剤の充填と再充填のメカニズムである。全身循環から特定のデポへ移動できる薬剤の開発は、侵襲的な再充填と再移植の必要性を克服する有用な方法となる可能性がある。^{[ 15 ] [ 21 ]}

体内に埋め込まれた異物は免疫反応を引き起こす可能性があります。医療用埋め込み型薬剤溶出デバイスは炎症反応を誘発するだけでなく、体によって拒絶され、慢性炎症を引き起こす可能性があります。^{[ 22 ]}慢性炎症や、それが引き起こす可能性のある全身性免疫副作用を防ぐために、薬剤溶出デバイスの埋め込みと同時に抗炎症薬を投与することができます。^{[ 4 ]}

薬剤溶出インプラントの分野は、さまざまな治療の治療および管理方法を包含するように拡大しています。将来的には、糖尿病などの異常を抱える患者や、発作を起こして予防的治療を必要とする患者に対して、フィードバック制御された薬剤送達を提供できるセンサーを備えた「スマート」薬剤溶出インプラントを製造する可能性があります。^{[ 15 ]}

新規薬剤溶出インプラント材料およびメカニズムの開発は、患者の安全性、快適性、コンプライアンスを向上させ、慢性疾患、感染症および非感染症、避妊などの世界的な健康課題に対処する可能性を秘めている。^{[ 14 ]}