Eroon pistoskammosta – mikroneulalaastarilla voidaan antaa lääkkeitä kivuttomasti ihmisille ja eläimille
Mikroneulalaastarit ovat uuden sukupolven lääkeaineiden saattotekniikka, joka mullistaa lääkkeiden antamistavat.

Koronaviruspandemia on muuttanut kaikkia elämämme osa-alueita. Se on myös nostanut esiin terveydenhuollon haasteita, jotka eivät kiinnostaneet suurta yleisöä ennen maailmanlaajuista pandemiaa ja siihen liittyvää uutisointia. Vuonna 2019 rokote-epäröinti oli yksi kymmenestä maailman terveysjärjestö WHO:n listaamasta merkittävimmästä terveysuhasta maailmassa. Koronaviruspandemia on saattanut uhan toteen, sillä merkittävä osa maailman väestöstä on edelleen rokottamatta rokotteiden hyvästä saatavuudesta huolimatta. Valtaosa rokotteista annetaan perinteisellä injektioneulalla lihakseen. Rokotusten välttämiseen on monia syitä, joista neulakammo on kuitenkin yksi tärkeimmistä – peräti 30 % maailman väestöstä pelkää neulalla annettuja pistoksia. Mahdollinen ratkaisu ongelmaan on mikroneulalaastarin käyttöön perustuva innovaatio.

Toisin kuin injektioneula, mikroneulalaastari kuljettaa lääkkeen kivuttomasti ihmisten ja eläinten ihon läpi. Mikroneulalaastaria voi käyttää kuka tahansa ilman koulutusta, eikä sen kuljettamiseen ja varastoimiseen tarvita katkeamattoman kylmäketjun takaavaa infrastruktuuria. Näin voidaan helpottaa syrjäseuduilla asuvien ihmisten lääkitsemistä. Pistosten lisäksi mikroneulalaastarilla on etuja suun kautta annettaviin lääkemuotoihin ja lääkelaastareihin verrattuna, sillä mikroneulalaastarilla annetusta lääkeannoksesta ei menetetä mitään sen kulkiessa aineenvaihduntajärjestelmän tai ihon läpi. Mikroneulalaastarin käyttö on äärimmäisen yksinkertaista: laastari painetaan ihoa vasten ja sen selkäpuolta suojaava kerros irrotetaan, jolloin neulat työntyvät ihoon ja vapauttavat lääkeaineen hallitusti liukenemalla. Käytön jälkeen laastari voidaan hävittää sekajätteessä, sillä siinä käytetyt materiaalit ovat ympäristöystävällisiä.

– Laboratoriotutkimuksissa hankittu lähes 20 vuoden kokemus erilaisista lääkeaineiden annosteluun liittyvistä biomateriaaleista sai tutkimusryhmämme visioimaan parhaiten ihon läpi annettavien lääkkeiden annosteluun soveltuvan alustan, joka perustuu polymeeripohjaisiin mikroneuloihin. Valmistusprosessi ja tapa, jolla lääke pakataan kehittämiemme mikroneulojen sisälle, tekee niistä ainutlaatuisia, kertoo tutkimusryhmän johtaja, professori Hélder A. Santos.

Tällä hetkellä tutkijat keskittyvät kehittämään prototyyppejä, joilla annetaan kahta eri eläimille tarkoitettua lääkettä. Ihmislääkemarkkinoihin verrattuna eläinlääkemarkkinoiden etuna on huomattavasti sallivampi sääntely ja löyhemmät kliinisiin lääketutkimuksiin liittyvät vaatimukset, vaikka molemmilla markkinoilla on sama tarve parantaa potilaiden käyttökokemusta ja hoitomyöntyvyyttä. Käynnissä olevien esikliinisten kokeiden tavoitteena on osoittaa mikroneulalaastarin turvallisuus ja parempi teho perinteisiin lääkemuotoihin verrattuna. Alkuvaiheessa tarkoituksena on osoittaa teknisen ratkaisun mullistava luonne kohdelääkemarkkinoilla.

Tutkimus mikroneulainnovaation taustalla

Professori Santosin tutkimusryhmän tuoreeltaan julkaisemassa artikkelissa tarkastellaan läpimurtoa immuunihoitoja varten suunniteltujen mikroneulojen kehitystyössä.

– Mikroneulojen käyttöä immuunihoidoissa kaavailtiin siksi, että ihon alla on runsaasti immuunipuolustuksen soluja. Lähestymistapaa voidaan soveltaa rokotuksiin tai muun muassa syövän ja autoimmuunisairauksien hoitoon mahdollisimman vähän kajoavasti ja mahdollisimman vähin haittavaikutuksin. Mikroneulojen hyödyt eivät kuitenkaan rajoitu rokotuksiin, sillä niillä voidaan tehostaa vaikkapa kliiniseltään teholtaan suurten hormonien ja lääkeaineiden antamista. Lisäksi mikroneulalaastareissa käytetään bioyhteensopivia liukenevia tai turpoavia polymeerejä, joiden ansiosta lääke voidaan vapauttaa erilaisissa fysiologisissa olosuhteissa, professori Santos toteaa.

Katsausartikkelissa korostetaan mikroneulojen lukuisia merkittäviä ominaisuuksia, kuten niiden kykyä kuljettaa vasta-aineita, allergeeneja ja terapeuttisia antigeenejä ihoon ja ohittaa alkureitin aineenvaihdunta, jolloin hoitoon tarkoitetut ainesosat siirtyvät suoraan verenkiertoon. Neulojen muita ominaisuuksia ovat mahdollisimman vähäinen kajoavuus, helppo valmistus, erinomainen bioyhteensopivuus ja kätevä käyttötapa. Lisäksi ihon läpi lääkeainetta annostelevilla mikroneuloilla voidaan tehostaa lääkkeiden biologista vaikutusta lääkevalmisteen vapautusta säätelemällä.

– Vahvuutenamme on todella monitieteinen ja taitava ryhmä, jolla on laaja-alaista asiantuntemusta alalta ja joka edistää kaikin keinoin tämän mikroneuloihin perustuvan teknisen ratkaisun siirtämistä laboratoriosta markkinoille, sanoo apulaisprofessori Mohammad-Ali Shahbazi.

Lue lisää alkuperäisestä englanninkielisestä tutkimusartikkelista.

Markkinapotentiaali

Jo pelkkänä alustateknologiana keksinnön markkinapotentiaali on valtava, sillä sitä voidaan soveltaa niin ihmisten kuin eläintenkin hoitoon. Tuotteiden kehittämisessä lääkemarkkinoille on kuitenkin omat haasteensa, sillä lääkemuotojen on täytettävä alueellisten lääkevirastojen asettamat vaatimukset ja osoitettava tehokkuutensa kliinisissä tutkimuksissa. Eläinlääkemarkkinoilla, joilla kysyntä on yhtä lailla suurta, nämä esteet ovat hieman matalampia. Kun voidaan osoittaa mikroneulalaastarin soveltuvuus eläinten sairauksien hoitamiseen, tarjotaan lääketeollisuudelle samalla näyttöä ratkaisun potentiaalista ihmisten hoitamisessa. Lisäksi tavoitteena on löytää yhteistyökumppaneita lääketeollisuudesta kehittämään erilaisia mikroneulalääkemuotoja sekä ihmisille että eläimille.

– Koronaviruspandemia varmasti lisää lääkevalmistajien tietoisuutta ja kiinnostusta uusia lääkkeenantoratkaisuja kohtaan. Näin ollen pyrimme kehittämään mikroneulalaastareita monenlaiseen lääketieteelliseen käyttöön yhteistyössä lääketeollisuuden kanssa, sanoo kaupallistamisasiantuntija Antti Rahikkala.

Keitä olemme?

Tutkimusryhmään kuuluu tieteellinen ja kaupallinen tiimi, joita johtaa professori Hélder A. Santos. Santos on huippututkija, jonka yli 400 julkaisuun on viitattu 13 500 kertaa. Hänellä on kokemusta myös start-up-toiminnasta. Tiedetiimiä johtaa apulaisprofessori Mohammad-Ali Shahbazi, joka on niin ikään ansioitunut farmasiaan ja esikliiniseen kehitystyöhön erikoistunut tutkija. Hänelläkin on kokemusta ;start-up-toiminnasta. Tutkimusryhmän rinnalla teknologia-asiantuntijoina työskentelevät mikroneulojen valmistamiseen erikoistunut Nesma Ibrahim (FT), materiaaleihin ja lääkeaineiden annosteluun sekä esikliinisiin kokeisiin erikoistunut Flavia Fontana (FT) ja tohtorikoulutettavat Carmine d’Amico (FM) ja Khalil Elbadry (FM). Kaupalliseen tiimiin kuuluvat kaupallistamisasiantuntija Antti Rahikkala (TT), jolla on kokemusta materiaalitieteestä ja lääkkeen annosteluun liittyvistä teknisistä ratkaisuista ja joka on yksi erään toisen start-up-yrityksen perustajista sekä sen entinen toimitusjohtaja, teollisen lääkeaineiden ja lääkinnällisten laitteiden tutkimus- ja kehitystoiminnan asiantuntija Kajsa Kajander (FT) sekä immateriaalioikeuksien asiantuntija Andrea Dichlberger (FT), jonka erikoisalaa on biolääketiede. Tutkimusryhmää neuvoo kokenut ja ammattitaitoinen ohjausryhmä, jonka jäsenillä on asiantuntemusta eläinlääketieteestä, lääkeformulaatiosta ja lääkeaineiden saatosta, eläinterveydenhuollon liiketoiminnasta ja tuotehallinnasta. Spinout-vaiheessa yrityksen täytyy palkata johtajia (toimitusjohtaja ja teknologiajohtaja), markkinoinnin ammattilaisia ja mahdollisesti myös sääntelyn asiantuntijoita.

Ongelma

Lääkkeiden annostelu tavanomaisella injektioneulalla aiheuttaa kipua, eivätkä ihmiset ja eläimet pidä annostelutavasta. Lisäksi ruiskutettavien lääkkeiden toimitusketjussa tarvitaan usein kylmäketjun hallintaa, mikä rajoittaa niiden saatavuutta syrjäisemmillä alueilla. On myös arvioitu, että 30 % maailman väestöstä pelkää injektioneuloja, mikä saattaa laskea rokotuskattavuutta.

Ratkaisu

Mikroneulalaastarit ovat uuden sukupolven lääkeaineiden saattotekniikka, joka mullistaa ihmisille ja eläimille tarkoitettujen lääkkeiden antamistavat. Toisin kuin injektioneula, mikroneulalaastari kuljettaa lääkkeen kivuttomasti ihon läpi. Yhdessä laastarissa on satoja pieniä mikroneuloja, jotka liukenevat ihoon käytön yhteydessä. Lääkkeen vapautumisaikaa voidaan hallita, mikä mahdollistaa myös pitkäkestoisen vapautuksen.

Keskeiset edut

Toisin kuin tavalliset pistokset, mikroneulat eivät aiheuta kipua, ja niitä voivat käyttää terveydenhuoltoon kouluttamattomat henkilöt tai potilaat itse. Mikroneulojen toimitusketjussa ei tarvita monimutkaista ja kallista kylmäketjuun perustuvaa varastointijärjestelmää. Lisäksi neulojen materiaali on ympäristöystävällistä, eli se voidaan hävittää sekajätteenä.

Tutkimuksen kaupallistaminen

Helsinki Innovation Services toimii apuna tutkimustulosten kaupallistamisessa esimerkiksi perustamalla spinout-yhtiöitä ja lisensoimalla tai myymällä liikeideoita ja uusia, omistamiaan teknologioita.