Har funnet opp et mikronålsplaster som leverer antibiotika lokalt i huden

Årsaken til at antibiotikaen gis intravenøst og ikke lokalt er på grunn av medisinens dårlige evne til å trenge gjennom huden. Det kan heller ikke gis oralt på grunn av dårlig absorpsjon gjennom tarmen. Problemet med dagens behandling er at til tross for at pasienten mottar høye doser så er den lokale konsentrasjonen med antibiotika i huden lav.

For å løse dette problemet har forskere ved Karolinska Institutet utviklet et mikronålsplaster som injiserer antibiotika direkte til det området hvor infeksjonen er.

Nye resultater publisert i Advanced Materials Technologies viser at mikronålsplasteret effektivt reduserer MRSA-bakterier i huden.

Hvorfor mikronåler

-Mikronålsplaster har vært forsket på for en rekke hud- og andre sykdommer de siste tiårene, inkludert hudinfeksjoner.

Det forteller Jill Ziesmer som er doktorgradsstudent og jobber ved Sotiriou Lab som er en del av avdelingen for mikrobiologi, svulster og cellebiologi ved Karolinska Institutet i Stockholm. Hun er hovedforfatter av studien.

Hun forteller at den tradisjonelle behandlingsmetoden for injisering av antibiotika neppe er den mest effektive. Dette på grunn av at det blir en lavt konsentrert dose av antibiotika i huden og dermed en lav dose hvor infeksjonen befinner seg.

-Om man bruker et mikronålsplaster så kan man gi antibiotika lokalt, ved å sette plasteret på det stedet infeksjonen er, og det kan potensielt gi en bedre behandlingsmulighet for pasientene. Dette er grunnen til at vi valgte å studere bruken av mikronålsplaster for hudinfeksjoner.

Ziesmer forteller at mikronålsplaster ikke bare kan brukes til behandlingen av MRSA, som de har forsket på i denne studien.

-Det kan definitivt bli brukt for andre hudinfeksjoner også. Faktisk er det allerede flere publikasjoner ute om bruken av andre antibiotika for forskjellige hudinfeksjoner. Men, dette forskningsfeltet er ganske nytt og mesteparten av artiklene har kommet ut de siste fem årene.

Valget om å forske på vancomycin og MRSA var likevel ikke tilfeldig.

-Vi har til nå fokusert på å vancomycin og MRSA fordi vancomycin er et antibiotika som kun kan administreres intravenøst og er den vanligste behandlingsmetoden for MRSA. Vancomycin kan ikke bli gitt som en en krem fordi det kommer seg ikke forbi hudbarrieren og det kan ikke bli gitt oralt fordi det blir ikke absorbert i magen. Og med intravenøs injisering vil kun små doser av vancomycin nå huden. Derfor ville vi forske på behandlingen av MRSA med vancomycin kunne forbedres med bruken av mikronålsplaster, sier hun.

Hvordan fungerer det

Behandling med mikronåler er ikke nytt. Det er allerede brukt til flere kosmetiske prosedyrer som microneedling for å redusere rynker og arr og for å stimulere kollagenproduksjon. Nå er det også mange kliniske studier som ser på bruken av mikronåler og mikronålsplaster til bruk av vaksiner og insulin.

I denne studien ser forskerne på injisering av antibiotika så det er tydelig at denne teknologien er allsidig, men hvordan fungerer disse plastrene?

-Det er flere design som er tilgjengelige, som for eksempel med solide eller hule metallnåler. Disse kan enten bli dekket i legemiddelet eller bli injisert med væske. Men, vårt plaster er laget av vannløselig polymerer, forklarer Ziesmer.

-Disse plastrene er ofte referert til som oppløsende mikronålsplaster.

-Med mikronålsplaster hvor nålene oppløses så er legemiddelet blandet inn i de vannløselige polymerer som nålene er laget av. Så når man setter plasteret, oppløses nålene, og legemiddelet går inn i huden.

I forhold til behandlingen av MRSA, hvor ofte ser du for deg at denne behandlingen må gjøres? Er det en engangsbehandling eller må det skje flere ganger?

-Det er helt avhengig av applikasjonen. I forhold til hudinfeksjoner, så vil plastrene mest sannsynlig måtte appliseres flere ganger eller til infeksjonen er ferdig behandlet og helt borte. I studien så vi på applikasjonen to ganger om dagen. Det er derimot veldig sannsynlig at hvor ofte kommer til variere fra person til person og hvor alvorlig infeksjonen er. Også hva slags type antibiotika som blir brukt teller med. Men dette må vi studere videre, forklarer Ziesmer.

Fortsatt mye å forske videre på

-Til nå har vi sett på hvordan antibiotikaen vancomycin blir løst ut fra plastrene. Etter det så vi på hvor effektive behandlingen var mot MRSA både in vitro og ex vivo. Det betyr at vi skapte en infeksjon på en avskåret grisehud og analyserte hvor mye vi kan behandle infeksjonen med mikronåler. Til slutt så vi på plasternes innsetningsevne i både nylig avskåret grise- og menneskehud.

Resultatene så langt har vært gode, men Ziesmer sier seg fortsatt ikke helt fornøyd.

-Jeg tror ikke jeg ville vært en ordentlig forsker hvis jeg noen gang er helt fornøyd med resultatene mine. Jeg er stolt over at jeg har klart å innlemme og levere vancomycin på en ny måte og at vi så suksessfulle resultater ved behandling av infeksjonen i grisehuden. Uansett, er det fortsatt mye vi kan gjøre og som kan bli studert! Først, må vi se hvordan plastrene gjør det med musemodeller, og om det fungerer kan vi begynne med en klinisk studie på mennesker. Det er fortsatt mye rom for forbedring også. Hva jeg er interessert i vil være å se om vi kan kombinere flere behandlinger i et plaster for å gjøre behandlingen bedre.

Men om mikronålsplaster er teknologi vi kommer til å se mer av i fremtiden er ikke Ziesmer i tvil.

-Ja, det er jeg overbevist om og mikronålsplaster var faktisk valgt som en av de topp ti nyskapende teknologiene i 2020 av the World Economic Forum! Solide metall mikronåler er allerede ofte brukt i kosmetiske behandlinger for å lage mikrosår og stimulere regenerering av huden. Jeg har håp om at vi også snart kan vaksineres med mikronåler og unngå smertefulle injiseringer. Og så er jeg veldig fascinert for å avdekke hvordan mikronåler kan brukes for å diagnosere forskjellige sykdommer via biomarkører i huden. Generelt er jeg veldig spent på hvor videre forskningen av mikronålsplaster tar oss, sier hun.