חדשות

חוקרים בטכניון פיתחו טכנולוגיה לשחרור מבוקר של תרופות באמצעות אור

החוקרים פיתחו אריזה פולימרית ייחודית שבה לכודים, מלבד התרופה, גם חלקיקי זהב ננו-מטריים; כאשר מאירים על האריזה מתחממים חלקיקי הזהב ומתיכים אותה וכך התרופה משתחררת

פרופסור משנה בועז מזרחי (צילום: הטכניון)

חוקרים בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון פיתחו טכנולוגיה לשחרור תרופות באופן מדויק באתר היעד בגוף - וזאת באמצעות אור, ללא התערבות פולשנית. דיווח על הפיתוח פורסם בשבוע שעבר בכתב העת ACS Applied Materials & Interfaces.

לדברי החוקרים, ההתקדמות העצומה שחלה במדע הרפואה במאה השנים האחרונות הובילה לפיתוח תרופות יעילות למחלות שונות בכלל ולסרטן בפרט. עם זאת, התפזרותן האקראית של התרופות, ברחבי הגוף מפחיתה את יעילותן ויתר על כן - אף גורמת לפגיעה ברקמות בריאות. זו הסיבה שחולי סרטן המטופלים בכימותרפיה סובלים מנשירת שיער ומבעיות מעי - רקמות המאופיינות בתחלופת תאים מהירה ולכן נפגעות מהתרופה, שעיקר פעילותה בבלימת חלוקת התאים.

זה הרקע למאמץ כלל עולמי הנעשה כיום כדי לפתח שיטות חכמות להובלת התרופה אל היעד המדויק הנדרש, בלי שתבוא במגע עם רקמות בריאות.

התרופה מוזרקת למערכת הדם אך מופעלת רק במקום שנבחר, באמצעות הארה חיצונית לתוך הרקמה הרלוונטית

הדוקטורנטית אלונה שגן ופרופ'-משנה בעז מזרחי מהטכניון פיתחו טכנולוגיה חדשנית המאפשרת לשחרר את התרופה, לאחר צריכתה, רק ברקמה החולה אליה היא מיועדת. זאת, באמצעות אריזה פולימרית ייחודית שבה לכודים, מלבד התרופה, גם חלקיקי זהב ננו-מטריים. כאשר מאירים על האריזה מתחממים חלקיקי הזהב ומתיכים אותה וכך התרופה משתחררת.

הדוקטורנטית אלונה שגן מסרה: "חומרים רגישים לאור (photo-triggered materials) ממלאים תפקיד מרכזי ביישומים ביו-רפואיים רבים, אולם למרות הפוטנציאל העצום שלהם, רבים מהם אינם ישימים משתי סיבות: הרעילות של האריזה הפולימרית עצמה וכן - נזק הנגרם על ידי אור עתיר אנרגיה (גלים קצרים)".

בפרויקט שנעשה בטכניון פותחו האריזות הייחודיות לחומר התרופתי כך שיותכו כתוצאה מהקרנה של אור בגלים ארוכים (NIR). כתוצאה מהקרנת האור, מתחממים חלקיקי הזהב, מתיכים את אריזת הפולימר ומשחררים את התרופה. יתרונו העיקרי של NIR – אור הקרוב לאינפרה-אדום – בכך שהוא חודר את רקמות הגוף בלי לפגוע בהן.

"פיתחנו חומר עם נקודות היתוך משתנות, המאפשר לשלוט בהיתוך באמצעות אורך הגל," הוסיף פרופ'-משנה מזרחי. "היתרון הוא שהאריזות שלנו עשויות מפולימרים המאושרים על ידי ה-FDA ולכן אנחנו מעריכים שהדרך ליישום קליני תהיה קצרה יחסית."

הדוקטורנטית אלונה שגן (צילום: הטכניון)

החוקרים גם מעריכים כי הטכנולוגיה החדשה תוכל לשמש למטרות אחרות מלבד העברת תרופות. למשל כדבק אוטם לפציעות חיצוניות ופנימיות, לקיבוע זמני של רקמות בזמן ניתוח וכפיגום מתכלה לגידול רקמות המיועדות להשתלה. אולי אפילו כחומרים בעלי תכונות של תיקון עצמי (self-healing) לשימושים רפואיים אחרים.

פרופ'-משנה מזרחי: "במאמר שפרסמנו התמקדנו בקונספט ובחומר - כיצד ביכולתנו לייצר את החומר כך שיתאים לתכונות המכניות והפיזיקליות המבוקשות. השלב הבא, אותו נפרסם במאמר נוסף בקרוב, כולל אריזות המכילות תרופה, כך שנוכל לבדוק את השיפור באפקטיביות של תרופות בעקבות השימוש בטכנולוגיה שפיתחנו".

אלונה שגן נמצאת עתה במסלול ישיר לדוקטורט, לאחר שהשלימה תואר ראשון בפקולטה להנדסה כימית בטכניון. היא גדלה בנתניה, שירתה ב-8200 ובמקביל ללימודיה לתואר הראשון הייתה פעילה באס"ט, אגודת הסטודנטים בטכניון. בקיץ תצא לבוסטון "כדי להבין טוב יותר למה זקוקה הרפואה כיום בהקשר לחומרים חדשים מהסוג שפיתחנו".

פרופ'-משנה מזרחי הוא יליד גבעתיים, החל את הקריירה האקדמית שלו בתואר ראשון ברוקחות באוניברסיטה העברית. במהלך לימודיו לתואר השני, בהדסה עין כרם, החל לפתח טכנולוגיה להעברת תרופות לרקמת היעד בלי שיתפרקו בדרך ויזיקו לרקמות הבריאות. דוקטורט ביצע באוניברסיטה העברית ופוסט-דוקטורט ב-MIT.

לפני כארבע שנים הצטרף לטכניון כחבר סגל בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון. המעבדה לביו-חומרים שבראשותו עוסקת במגוון רחב של מחקרים, בעיקר בהקשר של יצירת חומרים חדשים (סינתזה) תוך שליטה בתכונותיהם.

נושאים קשורים:  חדשות,  מחקר,  הטכניון,  תרופות,  סרטן
תגובות