Наноимплантат для точной доставки препаратов

Разработан имплантат для прицельной доставки и длительного высвобождения лекарств

Олег Лищук, N+1

Американские ученые разработали универсальный имплантат для длительного высвобождения лекарств в заданной точке организма, например, в опухоли. Описание устройства приводится в Journal of Biomedical Nanotechnology (Hood et al., Nanochannel Implants for Minimally-Invasive Insertion and Intratumoral Delivery).

Препараты для химиотерапии рака весьма токсичны и имеют множество системных побочных эффектов. Помимо нежелательного действия на весь организм, это ограничивает их дозы, из-за чего концентрация лекарства в опухоли может оказаться недостаточной. Кроме того, проведение химиотерапии требует регулярных госпитализаций. Поэтому многие научные коллективы занимаются поиском способов прицельной доставки лекарств. Большинство экспериментальных методов подразумевают непосредственную инфузию препаратов в опухоль, связывание лекарств с биоразлагаемыми полимерами или наночастицами. Их основные недостатки — сложность обеспечения равномерной концентрации препарата в течение длительного времени или использование небезопасных материалов.

Сотрудники Хьюстонского методистского исследовательского института и Техасского университета разработали имплантируемую систему доставки лекарств, которая сама регулирует их высвобождение. Она представляет собой трехмиллиметровую цилиндрическую капсулу из нержавеющей стали или полиэфирэфиркетона, наполненную 2,5–3 микролитрами раствора препарата. С одной стороны она запечатана силиконом, а с другой находится кремниевая мембрана с примерно пятью тысячами 20-нанометровых каналов. Такой диаметр лишь ненамного превышает размер лекарственных молекул и обеспечивает их постепенную диффузию при убывании концентрации в области капсулы.

Имплантат и его наноканалы
Здесь и ниже рисунки из статьи в Journal of Biomedical Nanotechnology

Устройство вводится в опухолевую ткань с помощью толстой полой иглы (трокара). Использование металла или полимера для оболочки зависит от предполагаемых методов исследования: сталь хорошо видна при рентгенографии и компьютерной томографии, а полиэфирэфиркетон совместим с проведением МРТ.

Способ введения и устройство системы

Испытания системы провели in vitro и на мышах с искусственно вызванными опухолями. В экспериментах использовали химиопрепарат доксорубицин, противоопухолевые моноклональные антитела OX86 и FGK45, связанный с флуоресцентным красителем иммуноглобулин, а также контрастное средство для проведения МРТ гадопентетовую кислоту. Наблюдения показали, что имплантат обеспечивает равномерное выделение лекарств на протяжении от нескольких дней до двух недель, не создавая значимых концентраций препарата во всем организме.

График высвобождения доксорубицина

По словам одного из авторов работы Лайла Худа (Lyle Hood), более крупные варианты устройства можно использовать для длительной (до года) терапии ВИЧ-инфекции и аутоиммунных заболеваний. В настоящее время разработчики работают над 3D-печатной версией системы, которая саморазлагается после высвобождения лекарства.

Ранее для прицельной доставки лекарств предлагали использовать наномицеллы, терморегулируемые и магниточувствительные бактерии, диатомовые водоросли, магнитные «ковры» и полимерные наночастицы, покрытые мембранами тромбоцитов.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 05.12.2016