Se i farmaci devono entrare nel corpo in modo indolore ed efficiente, possono essere somministrati tramite cerotti cutanei. I ricercatori dell'Empa e dell'Università di Friburgo stanno attualmente sviluppando nanocontenitori per agenti terapeutici che possono essere controllati dalla luce.

Non tutti i farmaci sono adatti alla somministrazione orale come pillola o possono essere iniettati con una siringa. La pelle – il nostro organo più grande – offre invece una superficie ampia e permeabile per assorbire le sostanze attive. Nicotina, antidolorifici e contraccettivi possono già essere somministrati attraverso la pelle utilizzando cerotti. I ricercatori dell'Empa di San Gallo e dell'Istituto Adolphe Merkle dell'Università di Friburgo stanno attualmente sviluppando un sistema, con cui l'effetto dei farmaci può essere controllato da interruttori della luce. Ciò consente un controllo preciso, ad esempio, del dosaggio dei principi attivi e apre nuove possibilità di terapie con cerotti “transdermici”.

Interruttori della luce dalla natura

Per garantire che gli ingredienti del cerotto possano essere controllati con precisione, i ricercatori hanno ideato un interruttore della luce molecolare ispirato alla natura. "Il nostro interruttore della luce funziona in modo simile alla retina dell'occhio umano, " afferma Luciano Boesel del Laboratorio di Membrane e Tessuti Biomimetici dell'Empa. Come i pigmenti naturali dell'occhio, questi fotocromi sintetici possono essere attivati ​​anche dalla luce. Gli interruttori molecolari sono stati integrati in nanosfere polimeriche, che sono stati riempiti con sostanze di prova per gli esperimenti iniziali.

Quando questi nanoreattori sono esposti alla luce di una certa lunghezza d'onda, cambiano la loro struttura. Così, la loro superficie diventa permeabile e le sostanze chimicamente attive possono diffondersi dal nanoreattore nell'ambiente. Se il colore della luce cambia, diciamo dal verde al rosso, la reazione chimica si interrompe in pochi secondi. Il guscio dei nanoreattori diventa impermeabile ei recipienti di reazione sono pronti per il prossimo utilizzo.

In futuro, questi nanoreattori con interruttore della luce integrato serviranno da serbatoi per agenti terapeutici. "Gli interruttori della luce possono essere utilizzati per l'intero spettro tra 450 e 700 nanometri di lunghezza d'onda, cioè per luce colorata dal blu al rosso, " spiega Boesel. Questo apre molte possibilità per la somministrazione controllata di diversi farmaci o per complesse reazioni a cascata in un unico cerotto. Il team sta ora lavorando con il sostegno del Fondo nazionale svizzero per la scienza (FNS) e del Centro nazionale di competenza in Ricerca di materiali bio-ispirati per ottimizzare ulteriormente il nano-reattore con interruttore della luce. studieremo il rilascio controllabile con precisione di sostanze che sono già approvate per l'applicazione attraverso la pelle, come alcuni antidolorifici, " dice il ricercatore. In futuro, però, sono possibili molti trattamenti aggiuntivi utilizzando "cerotti con interruttori della luce".