Un récent Appareil Une étude a utilisé un modèle porcin pour démontrer le potentiel d’un système implantable pour la sécurité des opioïdes (iSOS).
Étude: Un système implantable pour la sécurité des opioïdesCrédit photo : Microgen/Shutterstock.com
Sommaire
Stratégies de lutte contre l’épidémie d’opioïdes
Les surdoses d'opioïdes continuent d'augmenter les taux de morbidité et de mortalité dans le monde entier, en particulier aux États-Unis. Une surdose peut survenir chez des personnes utilisant des opioïdes pharmaceutiques et illicites, ce qui peut être mortel ou provoquer un trouble lié à l'utilisation d'opioïdes (TOU).
L’augmentation de l’utilisation du fentanyl dans les opioïdes illicites a contribué de manière significative à une nouvelle vague de décès par surdose liée aux opioïdes.
D'un point de vue mécaniste, un agoniste élevé du récepteur µ-opioïde résultant d'une utilisation intentionnelle ou non intentionnelle d'opioïdes illégaux conduit à un toxidrome opioïde. Cette affection est associée à une dépression respiratoire (DR) et à une dépression du système nerveux central, et la mort peut survenir par arrêt respiratoire (AR).
Lors de l'utilisation d'opioïdes, les personnes exposées au fentanyl illicite ultrapuissant peuvent perdre connaissance, ce qui pourrait les empêcher d'utiliser un traitement antidote et une assistance respiratoire. Ces personnes sont également très exposées aux lésions cérébrales permanentes dues à une PR non traitée.
Plusieurs stratégies de réduction des méfaits ont été formulées pour lutter contre cette crise, telles que la prescription éclairée, l’administration de naloxone et l’utilisation de la buprénorphine et de la méthadone comme médicaments contre le trouble d’usage de drogues (TOD).
Pendant la pandémie de coronavirus 2019 (COVID-19), la mise en œuvre de ces stratégies a été considérablement réduite, les systèmes de santé étant entièrement concentrés sur cette crise existante. En conséquence, les décès par overdose d'opioïdes ont considérablement augmenté, atteignant un record de 100 000 aux États-Unis en 2021.
Il est donc urgent de mettre en place des avancées technologiques permettant de détecter avec précision les surdoses et d’administrer rapidement et automatiquement la naloxone. Ce dispositif pourrait non seulement réduire les taux de mortalité liés à la surconsommation d’opioïdes, mais également prévenir les lésions cérébrales.
Les dispositifs portables et semi-implantables détectent avec précision les changements physiologiques, tels que la PR, l’hypoxie ou la diminution de la fréquence respiratoire, pour indiquer une éventuelle surdose d’opioïdes et alerter les premiers intervenants ou même administrer des doses de secours de naloxone.
Malgré leur potentiel élevé, ces technologies sont loin d’être de qualité clinique, notamment en raison d’une détection élevée de faux positifs, d’une mauvaise optimisation et d’une administration lente de naloxone.
À propos de l'étude
L'étude actuelle a présenté l'iSOS (mesurant 8 × 12 × 78 mm), qui fonctionne comme un robot de premiers secours implantable par voie sous-cutanée (sc). Ce dispositif contient plusieurs modalités de capteurs qui détectent une surdose d'opioïdes en temps réel en surveillant les signaux cardiorespiratoires et en identifiant des biomarqueurs physiologiques uniques qui sont spécifiques à un événement de surdose.
De plus, en cas de surdose d'opioïdes, le système est programmé pour déclencher un système d'alerte médicale comportant des signaux auditifs et tactiles tout en envoyant des alertes au téléphone intelligent de l'utilisateur. Ce système est également équipé pour administrer de la naloxone à une vitesse ultra-rapide.
Le système nouvellement conçu est composé de quatre compartiments conçus pour des fonctions précises.
Le premier compartiment contient un réservoir de médicament flexible en polyuréthane contenant 10 mg de naloxone, un actionneur comprenant deux clapets anti-retour et un convertisseur rotatif-linéaire (R2L), ainsi qu'un moteur à engrenages à courant continu (CC) pour une administration rapide de naloxone.
Le réservoir iSOS contient également un port permettant le remplissage percutané du médicament. Le deuxième compartiment contient le réseau multi-capteurs qui surveille la fréquence cardiaque (FC), la fréquence respiratoire (FR), la variabilité de la FC (VFC), la température corporelle et la saturation en oxygène du sang (SpO2).
Le troisième compartiment abrite la recharge sans fil et une alimentation électrique embarquée, et le dernier compartiment est dédié au système d'alerte médicale.
Les performances de l'appareil ont été évaluées via in vitro et in vivo analyse. Pour in vivo évaluation, une truie Yorkshire femelle a été utilisée pour tester l'efficacité de l'iSOS dans la détection d'une surdose de fentanyl et l'aide au rétablissement par l'administration de naloxone.
Pour l'étude pharmacocinétique, les porcs étudiés ont été divisés en deux groupes. Le premier groupe a été traité par des injections sous-cutanées de naloxone (Inj-Naloxone), et les animaux du deuxième groupe ayant reçu l'implantation du dispositif chargé de naloxone (Device-Naloxone) ont reçu 10 mg de naloxone. Des échantillons de sang ont été prélevés pour analyse.
Résultats de l'étude
Le nouveau dispositif implantable s'est avéré capable de détecter avec précision les changements physiologiques liés à une surdose d'opioïdes et de faciliter l'administration efficace de naloxone. Le site d'implantation a été choisi pour l'espace sous-cutané car il réduisait l'irritation mécanique après l'implantation.
Le dispositif implanté dure jusqu'à 16 jours et la naloxone reste stable à la température du corps pendant plus de deux semaines. Bien que le dispositif implantable soit volumineux, il facilite la collecte de données qui aident à la prise de décision en boucle fermée pour la gestion des surdoses d'opioïdes.
Le modèle porcin a démontré que l'implant iSOS était capable de détecter à la fois une surdose rapide d'opioïdes avec apnée et une intoxication progressive aux opioïdes avec hypopnée. Dans les deux cas, la naloxone a été administrée efficacement.
Sur le plan conceptuel, ce dispositif peut être facilement implanté chez les patients présentant un risque élevé de surdose d'opioïdes dans une clinique sous anesthésie locale. Lors des visites de suivi ultérieures, le dispositif peut être rechargé sans fil et le réservoir de naloxone peut être rempli, si nécessaire.
Les enregistreurs en boucle pourraient permettre une surveillance continue de l'activité cardiaque pendant plus de trois ans sans nécessiter de recharge. Cette gestion exceptionnelle de l'énergie peut être attribuée à la puce unique utilisant la technologie système sur puce (SoC).
La puce ECG pourrait calculer indépendamment l'intervalle RR à une fréquence d'échantillonnage de 512 Hz, consommant un courant moyen de seulement 135 μA.
Conclusion
Le nouveau dispositif iSOS a démontré le potentiel de prévenir une surdose mortelle d’opioïdes, ce qui pourrait bénéficier aux patients et aux prestataires de soins de santé.
L'efficacité du dispositif peut être améliorée en optimisant davantage la consommation d'énergie et en utilisant de nouvelles formulations de naloxone, ce qui pourrait permettre une surveillance prolongée, une stabilité de stockage et une efficacité.
