Innovatives Hautpflaster kann langfristige Verhütung bieten

Forscher haben eine neue Technologie entwickelt, die es Frauen bald ermöglichen könnte, “selbstverabreichende, lang wirksame Verhütungsmittel” in Sekundenschnelle zu verabreichen.
Frau, die aus dem Fenster schaut.
Frauen könnten bald von einer selbst verabreichten Verhütung mit Langzeitwirkung profitieren.
Mehr als 60 Prozent der Frauen im gebärfähigen Alter in den Vereinigten Staaten verwenden Verhütungsmittel, so die neuesten Schätzungen des Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

Die beliebtesten Verhütungsmethoden sind die Pille mit 28 Prozent der Frauen und die weibliche Sterilisation mit 27 Prozent.

Die Antibabypille ist kurzfristig wirksam, aber immer mehr Frauen entscheiden sich für langwirkende Methoden wie Intrauterinpessare und Implantate.

Derzeit erfordern solche lang wirksamen Mittel der Empfängnisverhütung die Verabreichung durch ein medizinisches Fachpersonal, aber neue Forschungen können die Vorteile der lang wirksamen Empfängnisverhütung in einer viel leichter zugänglichen Form erbringen.

Forscher unter der Leitung von Wei Li, einem Postdoc am Georgia Institute of Technology in Atlanta, entwickelten eine innovative Technologie, die das empfängnisverhütende Levonorgestrel durch ein Mikronadelpflaster transportieren würde.

Mark Prausnitz, Professor an der School of Chemical and Biomolecular Engineering an der Georgia Tech, ist der entsprechende Autor der Arbeit, die sie in der Zeitschrift Nature Biomedical Engineering veröffentlicht haben.

Erstellen des Patches und wie es funktioniert
Für ihre Verhütungsmethode nutzten Li und Kollegen die Mikronadel-Hautpflastertechnologie, die Wissenschaftler bereits für die Verabreichung von Impfstoffen entwickelt haben.

Das Pflaster hat arzneimittelhaltige mikroskopische Nadeln, die abbrechen, nachdem eine Person das Pflaster für einige Sekunden aufgetragen hat. Die winzigen Nadeln bleiben dann knapp unter der Haut und geben das Medikament frei.

Li und Kollegen formten mikroskopisch kleine Luftblasen in die Oberseite der Nadeln, damit sie brechen konnten. Die Mikronadeln sind nach dieser Modifikation stark genug, damit eine Person unter die Haut drücken kann, bleiben aber schwach genug, um zu brechen, wenn sie das Pflaster zur Seite schieben.

Nachdem die winzigen Nadeln unter der Haut sind, setzen sie das Hormon Levonorgestrel frei, das den Zyklus von Frauen stört. Die Tatsache, dass die Nadeln aus biologisch abbaubaren Polymeren bestehen, unterstützt die Freisetzung des Hormons.

Konkret entwarfen Li und seine Kollegen die winzigen Nadeln aus einer Mischung von biologisch abbaubaren Polymeren wie Polymilchsäure, Co-Glykolsäure und Polymilchsäure. Diese Säuren kommen natürlich im Körper vor, erklären die Forscher, und Ärzte verwenden die Polymere routinemäßig in resorbierbaren chirurgischen Nähten.

Studienko-Autor Steven Schwendeman, der Ara Paul Professor und Lehrstuhlinhaber des Department of Pharmaceutical Sciences an der University of Michigan in Ann Arbor, erklärt den Prozess der Polymerauswahl.

“Wir wählen polymere Materialien aus, um spezifische Designziele zu erreichen, wie z.B. Mikronadelstärke, Biokompatibilität, biologischer Abbau und Freisetzungszeit von Medikamenten sowie Stabilität der Formulierung”, sagt er.

“Unser Team verarbeitet das Polymer dann zu Mikronadeln, indem es das Polymer und das Medikament in einem organischen Lösungsmittel löst, die Form formt und dann das Lösungsmittel trocknet, um die Mikronadeln herzustellen.”

“Die so gebildete Polymermatrix kann beim Einbringen in den Körper über Wochen oder Monate hinweg langsam und sicher Verhütungshormone freisetzen”, schließt Prof. Schwendeman.

Einmal im Monat das Pflaster auftragen.
Die Forscher testeten das Pflaster erfolgreich an Ratten, so dass die Konzentration an Levonorgestrel, die sie den Nagetieren über das Hautpflaster verabreichten, über der Schwelle blieb, von der sie wussten, dass sie beim Menschen eine empfängnisverhütende Wirkung hatte.

Die Wissenschaftler sind sich jedoch der Herausforderungen bewusst, die sich aus der Umsetzung dieser Erkenntnisse in den Menschen ergeben.

“Wir wissen noch nicht, wie die empfängnisverhütenden Mikronadelpflaster beim Menschen funktionieren würden”, sagt Prof. Prausnitz. “[B]da Mikronadeln per Definition klein sind, gibt es Grenzen, wie viel Medikament in ein Mikronadelpflaster aufgenommen werden kann.”

Allerdings seien bereits Patches verfügbar, die die empfohlene Dosis des Medikaments liefern könnten, obwohl Wissenschaftler sie noch nicht getestet haben.

“Da wir ein gut etabliertes Verhütungshormon verwenden, sind wir optimistisch, dass das Pflaster ein wirksames Verhütungsmittel sein wird. Wir erwarten auch, dass mögliche Hautirritationen am Ort der Pflasterapplikation minimal sein werden, aber diese Erwartungen müssen in klinischen Studien überprüft werden.”

“Es besteht großes Interesse daran, mehr Möglichkeiten für lang wirksame Verhütungsmittel zu bieten”, so Prof. Prausnitz weiter.

“Unser Ziel ist es, dass Frauen mit dem Mikronadelpflaster, das einmal im Monat für 5 Sekunden auf die Haut aufgetragen wird, lang wirksame Verhütungsmittel selbst verabreichen können.”