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Photoactivatable Drug Releasing Implants

Description du projet

Des implants à libération de médicaments contrôlés par la lumière bleue

L’impossibilité d’utiliser la lumière bleue/UV à haute énergie comme signal pour l’administration de médicaments à la demande déclenchée par la lumière est due à une solide barrière physiologique, ce qui fait de la lumière rouge la seule alternative. Cependant, la lumière rouge présente une énergie intrinsèquement plus faible ainsi qu’une valeur limitée dans les réactions photochimiques, car le photoclivage des liaisons covalentes nécessite généralement de la lumière UV. Le projet PADRE, financé par l’UE, utilisera la lumière bleue/UV pour déclencher et contrôler avec précision des implants libérant des médicaments à la demande. Le projet utilisera la lumière générée par la conversion ascendante de photons ou des sources lumineuses intégrées. La première méthode permettra une conversion ascendante efficace et pionnière du rouge au bleu/UV par annihilation de triplets dans un environnement d’hydrogel. La seconde permettra la génération de lumière par une source lumineuse co‑implantée.

Objectif

This proposal introduces a next-generation platform for next generation optimally personalised drug therapy: on-demand drug releasing implants triggered and controlled by blue/UV light. The technology is based on novel light generation pathways and a light-sensitive nanocellulose drug reservoir.

A formidable physiological barrier for light-triggered drug release has been the inability to use high-energy blue/UV light as the triggering signal. This is because the penetration depth of light drops to from a few cm to under 100 micrometers when moving from near-infrared to UV light, making deeper targets within tissues accessible only to red light. However, red light, with its intrinsically lower energy, has limited value in photochemical reactions because the photocleavage of covalent bonds typically requires UV-light. This is why many groups are looking at e.g. red-to-blue photon upconversion strategies. The major objective in PADRE is to circumvent the issue of unavailable blue light in implants through local light generation. Having access to light with higher energy will enable a much wider chemical toolbox, including photocleavable linkers.

I will use blue/UV light to trigger and precisely control drug release. The approach creates an unconventional way to modulate the release profiles without unwanted drug leakage. The light will be generated through either 1) photon upconversion, or 2) integrated light sources. With the first approach, I will pioneer efficient red-to-blue/UV triplet-triplet annihilation upconversion in a hydrogel environment, while in the second approach I will generate light by a co-implanted light source. Both approaches are feasible according to my preliminary results on efficient triplet-triplet annihilation upconversion and photoresponsive liposomes and will be demonstrated in a working implant prototype. The core breakthrough of PADRE will be a viable solution to employ blue excitation in precisely-tailored drug-releasing implants.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

HELSINGIN YLIOPISTO
Contribution nette de l'UE
€ 1 155 415,00
Adresse
FABIANINKATU 33
00014 Helsinki
Finlande
Région
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 155 415,00

Bénéficiaires (2)