Nuevo electrodo de polímero prolonga funcionamiento de parches para administración de fármacos

Los parches transdérmicos asistidos eléctricamente y portátiles pueden permitir una administración sin agujas, pero a menudo fallan cuando los electrodos se degradan durante un contacto prolongado con la piel húmeda. Esta inestabilidad socava la consistencia de la dosis, limita la duración de la sesión y dificulta su reutilización en la atención al paciente.

Los hospitales necesitan electrodos blandos que permanezcan adheridos y eléctricamente estables durante el funcionamiento. Ahora, los investigadores han desarrollado un electrodo de polímero mejorado con dopamina, diseñado para prolongar el tiempo de funcionamiento y la fiabilidad de los parches de iontoforesis en contacto con la piel.

El equipo de la Universidad China de Hong Kong integró dopamina en PEDOT:PSS, un polímero conductor blando que se utiliza habitualmente en interfaces bioelectrónicas. El enfoque aborda tres modos de fallo que limitan los parches portátiles: la degradación eléctrica durante el funcionamiento, la pérdida de integridad mecánica en condiciones húmedas y el desprendimiento del sustrato de soporte. Al modificar el propio polímero, el diseño pretende mantener la función sin depender de los electrodos convencionales de plata/cloruro de plata.

La dopamina organiza el polímero en una estructura más densa y ordenada y refuerza su unión al sustrato del dispositivo. Durante el funcionamiento, actúa como reactivo sacrificial que retrasa la degradación de la red conductora principal. Sus grupos químicos adhesivos ayudan a resistir la hinchazón y el desprendimiento inducidos por el agua, mejorando la estabilidad durante el uso repetido sobre piel hidratada. En conjunto, estos efectos favorecen una iontoforesis más uniforme a través del estrato córneo.

En pruebas de laboratorio sobre piel porcina extirpada, el electrodo mejorado con dopamina funcionó durante períodos prolongados y superó a un electrodo de polímero sin modificar. Con una densidad de corriente baja, funcionó durante aproximadamente 15 horas y, durante ensayos repetidos en nuevas muestras de piel intercambiadas cada 30 minutos, siguió siendo eficaz hasta 120 minutos.

Durante su primer uso, su señal de fluorescencia fue aproximadamente el doble que la de PEDOT:PSS sin modificar y cuatro veces la de un electrodo comercial de plata/cloruro de plata, lo que indica un transporte asistido eléctricamente más intenso de compuestos modelo.

Experimentos adicionales en células de difusión detectaron el movimiento transdérmico tanto de compuestos modelo cargados como neutros. Los ensayos celulares no mostraron citotoxicidad detectable en las condiciones informadas, y una breve evaluación de contacto en el antebrazo no reveló irritación visible evidente.

Los investigadores advirtieron que los hallazgos se basan en pruebas electroquímicas y en estudios ex vivo con piel porcina, con un contacto limitado y preliminar con piel humana. Señalaron la necesidad de una evaluación de seguridad a largo plazo, estudios de control de dosis, pruebas en piel enferma o dañada e investigaciones clínicas bien diseñadas.

“La dopamina mejora el electrodo en varios niveles, en lugar de cambiar solo una propiedad. Ayuda a organizar el polímero conductor, lo protege durante el funcionamiento eléctrico y refuerza la conexión entre el electrodo y su superficie de soporte”, dijo Ni Zhao, autora de correspondencia.

“Experimentos adicionales en células de difusión detectaron el transporte de compuestos modelo tanto cargados como neutros. Las pruebas celulares no mostraron citotoxicidad detectable en las condiciones informadas, mientras que una breve prueba de contacto en el antebrazo no mostró irritación visible evidente”, dijo Yixin Qi, primer autor.

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Universidad China de Hong Kong