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Photoactivatable Drug Releasing Implants

Descrizione del progetto

Impianti di rilascio di farmaci controllati attraverso la luce blu

L’incapacità di ricorrere alla luce blu/ultravioletta a elevata energia come segnale per la somministrazione dei farmaci su richiesta attivata dalla luce è dovuta a una formidabile barriera fisiologica, che rende la luce rossa l’unica alternativa. Tuttavia, la luce rossa possiede un’energia intrinsecamente inferiore e un valore limitato di reazioni fotochimiche dal momento che il fotoclivaggio di legami covalenti richiede generalmente la luce UV. Il progetto PADRE, finanziato dall’UE, impiegherà la luce blu/ultravioletta per attivare e controllare con precisione gli impianti per il rilascio di farmaci su richiesta. Il progetto utilizzerà la luce generata attraverso la conversione verso l’alto dei fotoni o fonti di luce integrata. Il primo metodo consentirà una innovativa ed efficiente conversione verso l’alto di un’annichilazione tripletto-tripletto da rosso a blu/ultravioletta, all’interno di un ambiente idrogel. Il secondo permetterà di generare luce attraverso una fonte luminosa co-impiantata.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

HELSINGIN YLIOPISTO
Contributo netto dell'UE
€ 1 155 415,00
Indirizzo
FABIANINKATU 33
00014 Helsinki
Finlandia
Regione
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 155 415,00

Beneficiari (2)