ストレッチトリガーによる薬物送達

ストレッチトリガー薬物送達は、機械的な力によって刺激される制御された薬物送達方法です。ストレッチトリガー自律薬物放出システムに最も一般的に使用される材料は、ハイドロゲルとエラストマーです。^[1]

この薬物送達方法は、 pH、温度、酸化還元応答システムを含む刺激応答性薬物送達システムのカテゴリーに分類されます。機械的な力は人体全体で自然に発生するため、伸張によって誘発される薬物送達システムを使用して、必要に応じて自律的に薬物を体に送達することができます。自律的な薬物放出システムを使用すると、治療の遅れや不正確な投与などの結果が軽減されます。^{[1]伸張によって誘発される自律的な薬物放出システムは、}抗菌剤、心血管薬、抗がん剤などの薬物に適用されます。^[1]セラノスティクス剤もこの薬物送達システムに適用でき、病気の治療と診断を同時に行うことができます。^[2]

圧縮、張力、せん断は、3 つの主な機械的刺激の種類です。^{[3] [4]}圧縮力は、物体が 2 つの側面から反対方向の力を受けて圧縮される力です。引張力は、物体が 2 つの側面から反対方向の力を受けて伸びる力です。せん断力は、物体が平行で反対方向の力を受ける力です。超音波や磁場も機械的力の例です。^[5]機械的刺激によっては、異なる材料を使用すると望ましい結果が向上する場合があります。^[2]人体は、骨、臓器、関節、血管、軟骨の上または内部で機械的力にさらされています。^{[1] [5]}

人体には、動脈硬化性プラークによる血管内のストレス増加など、自然に発生する機械的力があります。^[4]体内で自然に発生する機械的力により、薬剤の自己投与が可能になります。^[3]抗がん療法における動きをきっかけとした薬剤送達は、臓器の動きによって生成される自然な力を通じて実現できます。^[7]自然な眼球運動中にコンタクトレンズが伸びることで薬剤が放出される、緑内障治療薬があらかじめ充填されたコンタクトレンズに関する研究が行われています。 ^[6]関節の動きは、抗菌薬の体内への放出を誘発するために使用されています。^[5]

ストレッチトリガー型薬物送達にはさまざまな用途があります。細胞内トランスフェクションは、機械的刺激に反応する薬物送達システムを通じて達成できます。^[3]薬物の放出は、日常の動作から体が受ける力によるトリガーによって制御できます。^[4]機械的トリガーは、2-フリルカルボニル誘導体を放出するためにポリマーに適用され、その後分子貨物の放出をトリガーします。^[8]ストレッチトリガー型薬物送達システムの用途の1つは、食道ステントの拡張によって引き起こされる化学療法の送達です。^[4]また、ストレッチトリガー型の自律薬物放出システムに複数の薬物を組み込むことも可能であり、同じまたは異なる信号によって薬物を放出することができます。^[1]ストレッチトリガー型薬物送達は、拡張された表面積によって薬物を放出するナノ粒子を充填した伸縮性エラストマーにも適用されます。 ^{[7]伸張刺激による薬物送達は、}血管新生を促進する薬剤を充填したハイドロゲルを使用することで心血管系に適用されている。^[5]ある研究では、キニーネを充填したハイドロゲルは伸張刺激にさらされた結果、細菌の増殖を抑制することが実証されている。^[9]

機械的力応答性薬物送達システムの研究は限られているため、機械的力が細胞に及ぼす影響は依然として不明である。^[10]伸張誘発型薬物送達システムの現在の研究は主にin vitro研究であるため、この主題に関する知識をさらに向上させるには広範なin vivo研究が必要である。^{[10] [4]}現在の技術の限界は、引張誘発がない場合の薬物の放出と、充填剤の限界である。^[4] 経皮薬物送達システムには伸張誘発型技術が含まれる場合があるが、これらのデバイスは通常、長期投与に使用されるため、薬物の再充填が懸念事項となっている。^[11]経皮薬物送達に関しては、材料の生分解性の欠如とそれに伴う電子廃棄物のため、環境への影響の問題も懸念される。^[11]自然に発生する誘発剤を使用する薬物送達デバイスに関する関心領域は、人によって生理学的パラメータが異なることである。 ^[11]このため、この技術をトリガーするものの標準を設定することは困難である。