Таблетка «Янус»
Исследователи из Массачусетского технологического института и клиники Brigham and Women’s Hospital в Бостоне, работающие под руководством доктора Джованни Траверсо (Giovanni Traverso) и профессора Роберта Лангера (Robert Langer), разработали новый тип таблетки, которая после проглатывания прикрепляется к внутренней стенке кишечника и медленно высвобождает свое содержимое.
Разработчики утверждают, что такие таблетки для пролонгированного высвобождения активного вещества позволят снизить дозировки множества препаратов. Например, антибиотики, традиционно применяемые 2-3 раза в день, можно будет принимать 1 раз в день, что облегчит пациентам соблюдение протокола лечения.
На протяжении нескольких последних десятилетий сотрудники лаборатории профессора Лангера разработали множество типов материалов, пригодных для имплантации в организм или способных прикрепляться к коже для продолжительного высвобождения лекарственных препаратов. Для обеспечения аналогичного пролонгированного высвобождения в условиях пищеварительного тракта исследователи использовали материал, обладающий мукоадгезивными свойствами, то есть способностью прикрепляться к слизистой оболочке органов.
Ранее специалисты уже делали попытки использовать подобные материалы для высвобождения препаратов в пищеварительном тракте, однако это оказалось сложной задачей из-за того, что жидкость и фрагменты пищи прилипали к таблетке, отрывая ее от стенки кишечника до того, как она успевала высвободить свое содержимое.
Для преодоления этой проблемы авторы решили создать двухстороннее устройство, прозванное «Янус» в честь двуликого римского бога. Одна его сторона прилипает к поверхности слизистой оболочки, тогда как вторая обладает омнифобными свойствами, то есть отталкивает все, что с ней соприкасается.
Для создания мукоадгезивной поверхности они использовали коммерчески доступный полимер карбопол (Carbopol), часто применяемый в промышленности в качестве стабилизатора или загустителя. Омнифобная же сторона состоит из ацетата целлюлозы, структурированного таким образом, чтобы ее поверхность напоминала поверхность листа лотоса, покрытую обеспечивающими исключительную гидрофобность микро- и нановыступами. Помимо этого поверхность фторировали и покрыли лубрикантом, что наделило ее способностью отталкивать практически любой материал.
С помощью пресса для производства таблеток исследователи сформировали из полимеров двухсторонние пилюли, форму и размер которых можно варьировать в зависимости от поставленной задачи. Активные ингредиенты можно интегрировать в слой ацетата целлюлозы или размещать между двумя основными слоями.
На образцах ткани кишечника свиней было протестировано три варианта таблеток: двухсторонная адгезивная таблетка, двухсторонняя омнифобная таблетка и «Янус» – таблетка, одна сторона которой мукоадгезивна, а вторая омнифобна.
Для воспроизведения экстремальных условий пищеварительного тракта исследователи организовывали непрерывное движение над образцом ткани потока жидкости, содержащего кусочки хлеба и риса, после чего вносили в него испытуемую таблетку. Для перемещения над образцом ткани двухсторонней омнифобной таблетке потребовалось меньше секунды, а двухсторонняя мукоадгезивная таблетка приклеилась к ткани, но была оторвана и унесена потоком через 7 секунд. В то же время экспериментальная версия «Януса» продержалась на поверхности ткани на протяжении всего эксперимента продолжительностью 10 минут.
Специалисты считают, что новый подход позволит доставлять через пищеварительный тракт более значительные дозы препаратов, чем это было возможно раньше. Более того, возможность создания таблеток, избирательно прикрепляющихся к специфичным регионам пищеварительного тракта, позволит увеличивать локальные или системные уровни концентрации определенных препаратов.
В настоящее время разработчики планируют провести дополнительные эксперименты на животных с целью выяснения продолжительности периода, на протяжении которого экспериментальная таблетка сможет задерживаться в пищеварительном тракте, а также скорости высвобождения лекарственных средств и возможности избирательного прикрепления таблетки к различным отделам пищеварительного тракта.
Еще одна идея, которую они планируют проработать в будущем, заключается в создании двухсторонних омнифобных таблеток для пациентов, испытывающих затруднения при проглатывании, а также для исключения прилипания таблетки к стенке пищевода, что нередко приводит к развитию раздражения и воспаления его слизистой оболочки.
Статья Young-Ah Lucy Lee et al. A Janus Mucoadhesive and Omniphobic Device for Gastrointestinal Retention опубликована в журнале Advanced Healthcare Materials.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Massachusetts Institute of Technology: Engineers develop a pill for long-term drug release.
07.04.2016