Шелковые иглы для инъекций
Созданы микроиглы из протеинов шелка
Nanonewsnet по материалам RSC: Silk delivers drugs without the pain
Ученые из США разработали новую систему доставки лекарственных средств с помощью микроигл на основе шелка. Ее многофункциональные свойства обеспечивают безопасный и безболезненный способ введения лекарственных препаратов и вакцин, а также хранение лекарства без необходимости их охлаждения.
Пластыри с шелковыми микроиглами можно доставлять по всему миру без охлаждения
Фото: Adv. Funct. Mater.
В последние годы микроиглы привлекают к себе большое внимание как безопасная и безболезненная альтернатива обычным иглам для подкожных инъекций. Используемые как накожный пластырь, они не могут воздействовать на болевые подкожные рецепторы, и введение лекарства безболезненно для пациента.
Но, несмотря на то, что некоторые такие системы показали себя как довольно перспективные средства, материалы, из которых они сделаны, – а именно, сахара, материалы на основе целлюлозы и синтетические полимеры – имеют ограничения, такие как невозможность точно контролировать высвобождение лекарств и предотвращать развитие местных инфекций.
Профессор инженерии, биомедицинской инженерии и химической инженерии Дэвид Каплан (David Kaplan), профессор биомедицинской инженерии Фиоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto) и их коллеги из университета Тафтса (Tufts University) разработали микроиглы на основе фиброина – белка шелка. Эта система представляет собой многофункциональное решение для преодоления многих ограничений. Ученые доказали, что их шелковые микроиглы биологически совместимы и биоразлагаемы, могут содержать, хранить и контролируемо выделять легко разрушаемые лекарственные вещества, в том числе антибиотики для предотвращения кожных инфекций.
Процесс создания шелковых микроигл начинается с производства основанной на эластомере «обратной» формы из полидиметилсилоксана (polydimethylsiloxane, PDMS). Раствор фиброина шелка, полученного из коконов тутового шелкопряда, загружается лекарственными препаратами, заливается в шаблон из PDMS и высушивается. Регулируя состояние гидратации шелка, и, таким образом, вторичную структуру белка, ученые могут изменять способность шелковых микроигл к деградации и их диффузионные свойства.
«Кинетика выделения препаратов, пойманных в ловушку микроигл, определяется структурой используемого в микроиглах шелка», – объясняет профессор Каплан. «Микроиглы прокалывают только внешний слой кожи, поэтому пациенту не больно. Из иглы в ткани препарат будет диффундировать со скоростью, которая программируется материалом».
Ученые проверили кинетику выделения препаратов in vitro на модели гидрогеля кожи. Кроме того, были созданы микроиглы, загруженные антибиотиками. При их применении на клеточной культуре наблюдалось 10-кратное снижение бактериальной плотности, что может помочь предотвратить развитие кожных инфекций, которые часто оказываются связанными с другими системами микроигл.
По оценке инженера-биомедика доктора Нирена Мурти (Niren Murthy) из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology), результаты этой работы выглядят весьма обнадеживающе. Ключевая проблема будет заключаться в том, чтобы определить, будет ли развиваться иммунная реакция на протеины шелка, считает ученый.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials (Tsioris et al., Fabrication of Silk Microneedles for Controlled-Release Drug Delivery).
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
19.12.2011