Красноярские ученые разработали новую систему контролируемой доставки лекарств на основе биоразрушаемых микрочастиц, содержащих антисептики. Эти частицы могут быть использованы в кожной хирургии для предотвращения инфекций при лечении повреждений кожи. Результаты исследования опубликованы в Журнале Сибирского федерального университета.
Планшет с образцами растворов микроразмерных антисептиков. Фото Анастасии Тамаровской / ФИЦ КНЦ СО РАН
Учёные активно работают над созданием новых методов лечения, которые позволят повысить эффективность и безопасность лекарственных препаратов. Одно из перспективных направлений — разработка систем контролируемой доставки лекарств. Контролируемая доставка лекарств обладает рядом преимуществ перед традиционными лекарственными формами: она имеет повышенную эффективность, сниженную токсичность и простоту использования. В таких системах в качестве носителей лекарств используются микро- и наночастицы, которые медленно и контролируемо высвобождают лекарство, загруженное в них ранее.
Специалисты из Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами из СФУ получили и изучили капсулированный в микрочастицах антисептик. Оценили их антибактериальную активность, характеристики и перспективу. Микрочастицы с антисептиком можно будет эффективно использовать в кожной хирургии.
Исследователи использовали два типа полигидроксиалканоатов в качестве матриц для антисептиков: биопластик поли(3-гидроксибутират) и сополимер поли(3-гидроксибутират-со-3-гидроксивалерат). Они являются биоразлагаемыми и биосовместимыми полимерами. Затем в полимерные матрицы загружали антисептики мирамистин, фурацилин и бриллиантовый зеленый. В результате были получены микрочастицы сферической формы и диаметром от 5,6 до 94,8 микрометра. Помещение антисептиков в оболочку повышало стабильность микрочастиц. Самыми стабильными оказались микрочастицы с фурацилином, а показатели мирамистина были самыми низкими. Ученые связали это со структурой молекулы и ее влиянием на полимер.
Помимо размера и стабильности, важным критерием практического применения частиц является интенсивность выделения из них лекарственного препарата. Скорость выделения антисептика из микросфер оказалась высокой и постепенно увеличивалась в течение месяца на 2,5% в сутки. Ученые утверждают, что за все время исследования частиц не происходило «взрывного выброса» лекарства. Это указывает на высокое качество разработанной системы доставки.
Проверка антибактериальной активности новых частиц проводилась на наиболее распространенных бактериях в организме человека: кишечной палочке Escherichia coli и золотистом стафилококке Staphylococcus aureus. Исследование показало, что микрочастицы с инкапсулированными антисептиками продемонстрировали антибактериальное действие и обладают потенциалом в качестве систем пролонгированной доставки лекарств и представляют интерес для дальнейших исследований.
«Эффективный и безопасный антисептик имеет большое значение для профилактики и лечения различных повреждений кожи. Использование системы с антисептиком на основе ПГА-полимеров позволяет микрочастицам наноситься на повреждённую кожу. Микрочастицы на основе биополимеров заполняют дефекты тканей и доставляют лекарства в травмированную область. Нашей целью было создать носители для контролируемой доставки биологически активных веществ и изучить их характеристики и лекарственную эффективность для потенциального использования в качестве трансдермальных терапевтических систем. Мы показали, что загрузка антисептиков в микрочастицы на основе ПГА-полимеров приводит к адекватным значениям эффективности инкапсуляции, длительному высвобождению лекарственного средства, а также демонстрирует стабильность этой системы. Созданная в нашем исследовании система контролируемой доставки антисептических препаратов эффективно подавляет развитие патогенных микроорганизмов in vitro», — рассказала одна из соавторов работы Анастасия Муруева, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института биофизики СО РАН.
Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Источник фото: Анастасия Тамаровская / ФИЦ КНЦ СО РАН