Biodispozitive pentru furnizarea de substante active
Toate biodispozitivele utilizate ca proteze
auditive, ca implant sub-retinal, biostimulatoare cardiace, detectoare de uree
- declansatoare de dializa, detectoare de gl ucoza - declansatoare de insulina,
micropompe de dozare/microdozare de medicamente reprezinta cateva exemple de
biodispozitive concepute in scopul substituirii unor deficiente organice. De
cele mai multe ori ele includ un sistem de biosenzori multifunctionali, integrat
cu circuitul electronic de prelucrare intr-un biocip, sau structuri MEMS
obtinute prin micro ori nanotehnologii. In prezent, convergenta dintre stiinta
materialelor biocompatibile si microtehnologii au directionat aceste
biodispozitive spre aplicatii in vivo. Asa au aparut biodispozitivele
implantabile in tesut, oferind platforme pentru terapeutica, precum livrare de
substante active la momentul oportun.
In fig.10.15 este prezentat un biodispozitiv
implantabil pentru furnizarea insulinei. El face parte dintr-o clasa mai larga,
bazata pe asa numitele biomicrocapsule, care au scopul de a asigura un spatiu
sigur pentru o specie de celule inchise intr-o cavitate si plasate in
interiorul unui organism gazda.
Se creeaza o camera imunoizolanta reprezentata de doua
membrane semipermeabile, care sa permita schimbul de nutrienti cu exteriorul.
Urmeaza inchiderea camerei dupa introducerea celulelor. Materialele membranei
trebuie sa asigure o functionare normala a celulelor incapsulate, fara sa
permita recunoasterea lor din partea corpului, deci evitarea functiilor de
respingere.
Din punct de vedere tehnologic se porneste de la
corodarea anizotropa a doua plachete de
siliciu pana la obtinerea unor membrane subtiri cu grosimi de circa 10 μm. Aceste membrane sunt porozificate astfel incat
se obtin microcanale cu lungimi intre 6-9 μm si diametre nanometrice. Se creeaza
camera imunoizolanta. Se acopera marginile plachetelor cu colagen sau
albumina serica, se introduc celulele in cavitate si apoi se lipesc plachetele
de siliciu, inchizand camera. Membranele semipermeabile din Si poros permit
celulelor sa functioneze normal (absorb nutrienti din exterior si furnizeaza
insulina prin membrana poroasa), fig.10.15, [80]. S-a demonstrat ca celulele
producatoare de insulina au o viabilitate de aproximativ 8 zile pe substrat de
Si poros, dar prezinta o proliferare superioara in aceste 8 zile pe Si poros
fata de substratul de latex, clasic utilizat in biochimie, [81].
Fig.10.15. Dispozitiv de furnizare
a insulinei prin incapsularea celulelor secretoare de insulina intre doua
membrane de Si-poros.
