ТАСС, 22 апреля. Химики создали новый тип микрокапсул из биоразлагаемых полимеров, которые могут эффективно адресно доставлять лекарства в различные ткани тела человека благодаря схожести с пельменями. Результаты исследования опубликовали научные журналы Materials and Design и ACS Applied Materials and Interfaces, кратко об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий.
"Наш метод основан на том же принципе, что и процесс изготовления пельменей или вареников. Только вместо мяса, творога, ягод или картошки мы используем другую начинку – например, белки или другие биологически активные вещества. Причем делаем это на уровне микроструктуры", – рассказал один из авторов исследования, профессор Сколковского института науки и технологий Глеб Сухоруков.
За последнее десятилетие ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака и других болезней, основанных на действии различных органических или неорганических наночастиц. В некоторых случаях эти структуры участвуют в уничтожении опухоли или ликвидации источника болезни непосредственно, выступая в качестве своеобразной "мишени", на которую наводятся или иммунные клетки, или лазер.
В других случаях наночастицы служат лишь средством доставки лекарств и токсинов. Благодаря этому врачи могут усилить эффективность работы этих веществ и снизить их дозу. Подобными контейнерами для доставки препаратов могут быть самые разные органические структуры, которые имитируют компоненты клеток, а также неорганические соединения, невидимые для иммунитета.
Сухоруков и его коллеги уже много лет работают над различными версиями наночастиц и микрокапсул, совершенствуя технологии их производства и расширяя их практическую применимость. Недавно ученые значительно увеличили эффективность работы этой системы адресной доставки лекарств, разработав новую методику "печати" микрокапсул.
По сути она очень похожа на то, как лепятся пельмени. Для изготовления наночастиц ученые подготовили специальный трафарет с большим числом лунок, которые сначала заполняются слоем полимеров оболочки, а затем покрываются лекарством. После этого химики наносят еще один слой полимера поверх этих лунок. В результате действующее вещество оказывается запечатано между двумя слоями, подобно фаршу в пельменях.
Подобным образом можно изготовлять капсулы произвольной формы и размера, используя в качестве основы их оболочки два разных типа полимеров. Дальнейшие опыты на культурах раковых клеток показали, что клетки гораздо лучше усваивают такие частицы, они не вызывают токсического эффекта и остаются более стабильными при хранении.
В частности, благодаря подобному методу упаковки лекарств и новой форме частиц ученые увеличили эффективность действия этих капсул, примерно 80% объема которых приходилось на полезную нагрузку. Этот показатель в несколько раз выше той доли объема, которая обычно приходится на лекарства в микрокапсулах другой формы.
Кроме того, четко определенные форма и размеры частиц увеличивают предсказуемость поведения "пельменей" при их попадании в организм и клетки, что также должно заметно повысить эффективность действия лекарственных препаратов на их основе и их безопасность для здоровых клеток и тканей.
"До сих пор для создания капсул мы использовали полимолочную кислоту. Теперь мы планируем проверить наш метод на других полимерах, которые могут разрушаться при высвобождении вещества только при определенных условиях, в том числе при определенной температуре, наличии ферментов или при конкретном уровне pH", – подытожил Сухоруков.