Pintar Pelajaran Gelombang Ultrasonik Memudahkan Tunjangan Obat Melalui Kulit

Gelombang Ultrasonik Memudahkan Pemberian Obat Melalui Kulit - Melalui penggunaan gelombang ultrasonik, para insinyur MIT telah menemukan cara untuk meningkatkan permeabilitas kulit terhadap obat sehingga membuat pemberian obat transdermal lebih efisien. Transdermal ialah adalah salah satu cara manajemen obat dengan bentuk sediaan farmasi/obat berupa krim, gel atau patch (koyo) yang dipakai pada permukaan kulit, namun bisa menghantarkan obat masuk ke dalam badan melalui kulit (trans = lewat; dermal = kulit). Umumnya penggunaan transdermal ialah pada obat-obatan hormon, contohnya estrogen. Yang paling umum ditemui mungkin koyo untuk menghilangkan kecanduan rokok, atau menghilangkan nafsu makan (berfungsi sebagai pelangsing). Menurut para peneliti, teknologi ini sanggup menyediakan cara untuk pengiriman obat noninvasif atau vaksinasi tanpa memakai jarum suntik.

“Teknologi ini sanggup dipakai untuk obat topical menyerupai steroid (contohnya kortisol), obat dan protein sistemik menyerupai insulin, antigen untuk vaksinasi, dan lain sebagainya.” Kata Carl Schoellhammer, mahasiswa lulusan MIT dari jurusan Teknik Kimia.

Gelombang ultrasonik dari dua frekuensi yang berbeda sanggup menghasilkan gelembung kecil air di permukaan kulit. Ketika gelembung tersebut pecah, maka permukaan kulit menjadi aus pada tahap ringan sehingga memungkinkan obat untuk melewati kulit dengan lebih mudah. (Credit: Graphic by Carl Schoellhammer)

Ultrasonik ialah gelombang bunyi dengan frekuensi yang lebih tinggi dari ambang batas indera pendengaran manusia. Gelombang ini sanggup meningkatkan permeabilitas kulit dengan cara membuat aus lapisan kulit atas. Efek ini bersifat sementara dan bebas dari rasa sakit. Pada sebuah makalah yang diterbitkan oleh Jurnal Controlled Release, tim peneliti menemukan bahwa penerapan 2 berkas (pancaran) gelombang ultrasonik secara terpisah (frekuensi rendah dan frekuensi tinggi) sanggup meningkatkan permeabilitas di area kulit secara lebih cepat dibandingkan memakai pancaran tunggal gelombang ultrasonik.

2 Frekuensi lebih baik dibandingkan frekuensi tunggal

Saat gelombang ultrasonik mengenai cairan, maka akan tercipta gelembung kecil yang bergerak secara tidak teratur. Setelah gelembung tersebut mencapai ukuran tertentu maka menjadi tidak stabil dan pecah sehingga membuat ruang kosong. Selanjutnya, cairan di sekitarnya akan menuju ruang tersebut. Hal ini akan menghasilkan pergerakan mikrojet cair dengan kecepatan yang tinggi sehingga menjadikan erosi mikroskopik di kulit. Pada kasus ini, cairan menyerupai air atau cairan yang mengandung obat akan gampang untuk masuk ke dalam kulit.

Pada beberapa tahun terakhir, para peneliti yang melaksanakan studi untuk meningkatkan transfer obat transdermal telah berfokus pada ultrasonik berfrekuensi endah. Hal ini lantaran gelombang berfrekuensi tinggi tidak mempunyai energi yang memadai untuk membuat gelembung. Namun, gelombang berfrekuensi tinggi mempunyai kelebihan yaitu menghasilkan erosi pada area yang ditarget secara acak dan menyebar.

Pada studi terbaru ini, tim MIT menemukan bahwa penggabungan frekuensi tinggi dan rendah akan sanggup menyampaikan hasil yang lebih baik. “Gelombang ultrasonik berfrekuensi tinggi akan memicu adanya gelembung pemanis sehabis adanya gelembung awal yang dihasilkan oleh gelombang ultrasonik berfrekuensi rendah. Gelombang ultrasonik berfrekuensi tinggi juga akan membatasi pergerakan lateral gelembung tersebut, menjaganya tetap berada di area tertarget dan membuat erosi yang lebih teratur.” Kata Schoellhammer.

“Temuan ini merupakan cara yang inovatif untuk meningkatkan kinerja teknologi tersebut, menambah jumlah obat yang akan ditransfer melalui kulit ke badan dan memperluas jenis obat yang akan ditransfer melalui kulit.” Kata Samir Mitragotri, professor Teknik Kimia di University of California, Santa Barbara

Para peneliti menguji pendekatan gres tersebut dengan memakai kulit babi. Mereka menemukan bahwa pendekatan gres tersebut bisa meningkatkan permeabilitas kulit secara lebih baik jikalau dibandingkan dengan sistem frekuensi tunggal. Metode yang dipakai ialah mereka menyampaikan paparan gelombang ultrasonik ke area kulit yang ditarget, kemudian mengoleskan glukosa dan inulin (karbohidrat) pada kulit. Glukosa diabsorbsi 10 kali lebih cepat dan inulin diabsorbsi 4 kali lebih cepat. “Sebelumnya, kami beranggapan bahwa transfer obat sanggup ditingkatkan dengan cara memodifikasi beberapa hal pada teknologi sebelumnya.” Kata Schoellhammer.

Transfer Obat Noninvasif                             

Para peneliti menyampaikan bahwa sistem menyerupai ini juga sanggup dilakukan untuk pemberian obat. Saat ini, pemberian obat biasanya memakai kapsul, dimana berpotensi meningkatkan jumlah takaran yang diberikan pada pada pasien.

Temuan ini juga sanggup dilakukan untuk pemberian obat melalui kulit, contohnya dikala mengalami abses atau psoriasis, atau untuk meningkatkan kegiatan transdermal (koyo), menyerupai nicotine patch (terapi alternatif untuk menghentikan merokok dengan cara menempelkan koyo).

Para peneliti juga menyampaikan bahwa pemberian obat transdermal memakai ultrasonik sanggup menyampaikan cara pengobatan non-invasif bagi penderita diabetes untuk mengontrol kadar gula melalui transfer insulin selama jangka panjang dan jangka pendek. Setelah perlakuan memakai ultrasonik, peningkatan permeabilitas kulit sanggup bertahan sampai 24 jam. Hal ini sanggup dimanfaatkan untuk transfer insulin atau obat lain selama jangka waktu tersebut.

Teknologi ini juga mempunyai potensi untuk dipakai pada pemberian vaksin. Seperti telah diketahui bahwa injeksi obat ke dalam kulit sanggup menginduksi respon imun yang diharapkan untuk kekebalan tubuh, sehingga vaksinasi melalui koyo yang ditempelkan ke kulit merupakan suatu cara gres transfer vaksin tanpa jarum dan tanpa rasa sakit. Hal ini akan sangat bermanfaat di Negara berkembang, alasannya ialah pembinaan pemberian obat memakai koyo akan lebih gampang dibandingkan cara suntikan. Saat ini, tim peneliti Blankschtein dan Langer berusaha menyempurnakan temuan ini.

Mereka juga bekerja sama pada pembuatan prototipe perangkat ultrasonik genggam dan cara untuk meningkatkan permebilitas kulit yang lebih baik lagi. Uji keselamatan pada binatang akan diharapkan sebelum diaplikasikan pada manusia. Sebelumnya, Badan Administrasi Obat dan Makanan (FDA) Amerika Serikat telah menyetujui sistem transdermal ultrasonik berfrekuensi tunggal berbasis penelitian Blankschtein dan Langer, sehingga para peneliti berharap bahwa sistem yang lebih baik juga akan lulus uji keamanan.

Penelitian ini dibiayai oleh National Institutes of Health.

Referensi Jurnal :

Carl M. Schoellhammer, Baris E. Polat, Jonathan Mendenhall, Ruby Maa, Brianna Jones, Douglas P. Hart, Robert Langer, Daniel Blankschtein. Rapid skin permeabilization by the simultaneous application of dual-frequency, high-intensity ultrasound. Journal of Controlled Release, 2012; DOI: 10.1016/j.jconrel.2012.08.019

Artikel ini merupakan terjemahan dari bahan yang disediakan oleh Massachusetts Institute of Technology via Science Daily (14 September 2012). Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.