Ученые Томского политехнического университета и Лондонского университета королевы Марии разработали «умные» капсулы, которые позволят доставлять в нужную часть организма пациента водорастворимые соединения, сообщает пресс-служба ТПУ. Такие капсулы размером примерно в два микрона имеют водонепроницаемые оболочки, внутрь которых могут встраиваться наноразмерные магниты, позволяющие направлять движение лекарства к нужному участку организма пациента. Достигнув его, капсула уже сама постепенно растворяется, высвобождая наружу лекарство. Такие меры, по словам ученых, помогут доставлять к очагу заболевания препараты, в составе которых есть белки и другие водорастворимые вещества, используемые при лечении большого спектра самых различных заболеваний, в том числе онкологических и инфекционных.
Ученые отмечают, что разработанная ими технология не имеет аналогов. Результаты исследования опубликованы в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (IF 3,887, Q1).
«Некоторые лекарства содержат в себе компоненты, быстро растворяющиеся в жидких средах. Например, белки в воде сразу начинают растворяться. В последние десятилетия были разработаны различные способы доставки лекарств, в том числе полимерные мицеллы, полиэлектролитные микрокапсулы, липосомы и другие. Однако при использовании этих технологий жидкости просачиваются внутрь «упаковки» нашего лекарства. В результате, соприкасаясь с водосодержащей средой организма пациента, его водорастворимые компоненты начинают растворяться, и эффекта от лечения не происходит. Нашей задачей стало улучшить удержание загруженного лекарства внутри таких микрокапсул и предотвратить попадание внутрь них жидкостей», — рассказывает главный автор научной статьи, магистрант Физико-технического института ТПУ Валерия Кудрявцева.
Для решения этой проблемы научный коллектив Лондонского университета королевы Марии Глеба Сухорукова, руководящего также лабораторией новых лекарственных форм Центра RASA на базе ТПУ, совместно с учеными лаборатории гибридных биоматериалов Томского политехнического университета под руководством доцента кафедры экспериментальной физики Сергея Твердохлебовавпервые предложили создать комбинированную «упаковку» для таких лекарств, состоящую из кальций-карбоната, покрытого сверху тонким, микроскопическим, слоем из полимолочной кислоты — биодеградируемого полимера, который ученые ТПУ используют для создания растворяющихся в организме имплантатов.
«Исследования с этими материалами по отдельности ранее уже проводилась. Наши коллеги пробовали загружать лекарство либо в капсулы из полимолочной кислоты, либо в частицы кальций-карбоната. Никто не пробовал объединить свойства двух этих материалов. Мы решили проделать такой эксперимент и посмотреть, что в результате получится», — уточняет Валерия Кудрявцева.
Она уточняет, что исследования проводились в лабораторных условиях. Ученые пробовали растворять усовершенствованные капсулы, в составе которых использовалась комбинация двух этих материалов, в различных жидкостях, идентичных тем, что присутствуют в организме человека, и те успешно прошли испытания.
«Благодаря покрытию из полимолочной кислоты, кальций-карбонат не растворялся в тех условиях, при которых растворяется обычно.
Так как полимолочная кислота гидрофобна, она не позволяет жидкостям проникнуть внутрь капсулы и высвободиться лекарству. При этом, достигнув нужной точки в организме пациента, она сама начинает постепенно растворяться, затем растворяется и кальций-карбонат, и лекарственное вещество таким образом высвобождается и начинает действовать ровно там, где это нужно», — резюмирует Валерия Кудрявцева.
Она отмечает, что в отличие от существующих сегодня технологий в этой области, открытый политехниками и их коллегами из Великобритании способ создания микрокапсул для адресной доставки водорастворимых лекарств является на сегодняшний день наиболее эффективным и дешевым. В дальнейшем ученые планируют продолжить работу над усовершенствованием новой технологии. Например, испытать действие «умных» оболочек для водорастворимых лекарств уже внутри живого организма.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение