Pesquisadores desenvolveram um sistema de administração de medicamentos implantável sem fio que permite que medicamentos anticâncer penetrem profundamente em tumores sólidos, sem danificar o tecido saudável circundante. A equipe multidisciplinar, liderada por especialistas em ciência dos materiais, bioeletrônica e engenharia farmacêutica, propõe uma nova estratégia para aumentar a eficácia da quimioterapia, minimizando os efeitos colaterais.

O artigo foi publicado na revista Science Advances . O estudo é da Universidade Nacional de Seul (Prof. Seung-Kyun Kang), do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia, KIST (Dr. Hyojin Lee), da Universidade Kwangwoon (Prof. Jeonghyun Kim) e da Universidade Nacional de Gyeongsang (Prof. Seongchan Kim).

Tumores sólidos, devido à sua densa arquitetura celular e elevada pressão intersticial, há muito tempo resistem às terapias medicamentosas convencionais. Medicamentos anticâncer administrados por injeção frequentemente permanecem presos nas regiões externas do tumor, exigindo altas doses sistêmicas para atingir o efeito terapêutico. Essa abordagem aumenta o risco de efeitos colaterais graves, como imunossupressão, toxicidade gastrointestinal e o rápido surgimento de resistência aos medicamentos.

Para solucionar esse desafio, a equipe de pesquisa desenvolveu o Sistema de Administração de Medicamentos Sem Fio Dual-Forético (DPw-DDS) — um dispositivo totalmente implantável que utiliza dois mecanismos de transporte iônico. Primeiro, a eletroforese permite a liberação sob demanda, pulsante e quantitativa de fármacos usando um diodo íon-seletivo. Segundo, a iontoforese emprega campos elétricos para injetar esses fármacos profundamente no tecido tumoral.

Sistema de administração eletroforética de fármacos via modulação de campo elétrico utilizando um diodo iônico. Crédito: Science Advances

Importante destacar que o sistema é alimentado sem fio por Comunicação de Campo Próximo (NFC), permitindo operação totalmente sem fio, sem a necessidade de fiação externa ou baterias. Todas as etapas essenciais de administração do medicamento — armazenamento, liberação, penetração e dosagem — são integradas em um único dispositivo compacto projetado para implantação subcutânea.

Experimentos in vivo demonstraram que o sistema alcançou uma eficiência de administração de fármacos quatro vezes maior do que os métodos de injeção padrão e reduziu o volume tumoral em mais de 50% em cinco semanas. Ao longo do estudo, não foram observados danos aos principais órgãos ou ao tecido saudável circundante , destacando a biocompatibilidade e a segurança do sistema.

Como o sistema não requer a reformulação de medicamentos, ele pode ser facilmente aplicado a terapias existentes, reduzindo potencialmente o custo e o tempo associados ao desenvolvimento de medicamentos . A plataforma também suporta uma ampla gama de tipos de medicamentos — incluindo nanomedicamentos, terapias proteicas e mRNA — tornando-a adequada para o tratamento de câncer, inflamação crônica e outros alvos da medicina de precisão.

Olhando para o futuro, a equipe pretende estender a plataforma para implantes biodegradáveis e não recuperáveis, eliminando a necessidade de remoção cirúrgica e abrindo caminho para opções de tratamento de longo prazo e de baixo impacto. A integração dos princípios de administração física de medicamentos com a bioeletrônica sem fio marca um grande passo em direção à próxima geração de terapias implantáveis.

"Este sistema integra liberação controlada e direcionamento de tecidos profundos em um formato compacto e sem fio. Ele pode remodelar a forma como tratamos não apenas o câncer, mas uma ampla gama de doenças que exigem administração precisa e sustentada de medicamentos", disse o Prof. Kang.

"Esta plataforma oferece uma solução prática para melhorar a eficácia terapêutica e, ao mesmo tempo, minimizar os efeitos colaterais. Estamos trabalhando ativamente na tradução clínica e na comercialização", acrescentou o Dr. Lee.