Anzeige
Now a team of researchers led by Boston University Biomedical Engineer and Chemist Mark Grinstaff has developed a unique material and drug delivery mechanism that could pave the way for implants that release a drug at a designated rate for months.
The system consists of a biocompatible, highly porous, three-dimensional polymer material containing a selected drug and a volume of air that slows infiltration from surrounding water. As water seeps into the material, it displaces the air, gradually releasing the drug.
"The idea was to create a 3D material that has polymer fibers throughout and air trapped within," said Grinstaff, who developed the material in conjunction with BU biomedical engineering PhD student Stefan Yohe and Dr. Yolanda Colson, a Brigham and Women's Hospital thoracic surgeon and lung cancer specialist. "If we can slow the penetration of water into the structure, it will slow the release of the drug."
To prevent water from flooding the structure and causing an immediate release of the drug, Grinstaff and his colleagues designed the air-filled, mesh-like material to be "superhydrophobic"—so water-resistant that droplets of water barely touch the surface, forming beads similar to those that appear on a freshly waxed car. They produced the porous polymer mesh using a process called electrospinning, which overlays micron-sized fibers upon one another.
To control the rate of drug release, they adjusted chemical and physical properties of the material so that the entrapped air is loosely or tightly held. The more tightly held the air is within the structure, the harder it is for water to displace it, the slower the release, and the longer the treatment duration.
Loaded with a widely used anti-cancer drug called SN-38 in in vitro experiments, the polymer mesh and internal air pocket proved to be robust and effective against lung cancer cells in solution for more than 60 days, indicating its suitability for long-term drug delivery. Grinstaff and his collaborators next plan to conduct a series of in vivo experiments to evaluate the system's efficiency and potential clinical effectiveness—a critical preliminary step before initiating clinical trials.
Supported by the National Institutes of Health, The Wallace H. Coulter Foundation, the Center for Integration of Medicine & Innovative Technology and Boston University, this research was originally sparked by the Grinstaff group's ongoing investigation of potential therapies for recurring lung cancer, and interest in the use of new materials and procedures to deliver drugs over the course of months.
"Many researchers are advancing new drug delivery systems, and several others are designing superhydrophobic materials, but we're combining these disciplines to see if we can open up new doors and enable more effective treatments for a wide range of diseases," said Grinstaff.
The researchers detailed their novel drug delivery system in the January 16 online edition of the Journal of the American Chemical Society.
Michael Seele | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.bu.edu
Weitere Berichte zu: drug delivery system > effective treatment > Grinstaff > lung cancer
Newly discovered breast milk antibodies help neutralize HIV
23.05.2012 | Duke University Medical Center
Scientists unravel role of fusion gene in prostate cancer
23.05.2012 | New York- Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center/Weill Cornell Medical College
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Philipps-Universität geht der einzigartigen Fähigkeit von Mikroorganismen auf den Grund, sich ständig an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 987 mit dem Titel "Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort" in den kommenden vier Jahren mit voraussichtlich mehr als sieben Millionen Euro.
„Die erfolgreiche Beantragung des neuen Sonderforschungsbereichs belegt einmal mehr die exzellenten wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Mikrobiologie am Standort Marburg“, erklärt Professor Dr. Frank Bremmer, der Marburger Uni-Vizepräsident für Forschung. „Die Einrichtung des SFB wird Marburgs Stellung als zentraler Ort der mikrobiologischen Forschung festigen und deren internationale Sichtbarkeit weiter erhöhen.“ ...
Erosion in tropischen Küstenregionen führt zum schnellen Tod der Korallen
Die Farbigkeit, Vielfalt und Exotik der tropischen Korallenriffe fasziniert viele Menschen weltweit. Und doch sind es die Folgen unserer Zivilisation, die dieses fragile Ökosystem bedrohen durch Klimaerwärmung, Sauerstoffmangel und Ozeanversauerung. Fortschreitende Industrialisierung, Waldrodungen und intensive Landwirtschaft in küstennahen Gebieten führen zu Erosion und verändern die Lebensbedingungen im Meer dramatisch.
Jetzt ...
Anzeige
Anzeige

23.05.2012 | Energie und Elektrotechnik
Nano-Müll lässt sich nicht verbrennen
23.05.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Nea Kameni volcano movement captured by Envisat
23.05.2012 | Geowissenschaften
Jeder Mensch ist anders - Nutzen der individualisierten Medizin
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
14th Leibniz Conference of advanced science „Sensorsysteme 2012“
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Exklusive Kontakte beim Investforum
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten