Для сохранения действующего вещества и поддержания эффективности некоторых лекарственных средств требуется хранение в условиях пониженной температуры. В больницах, поликлиниках и при транспортировке между пунктами назначения для этого используют холодильное оборудование. Однако в некоторых странах, где стоимость электроэнергии чрезвычайно высока, использование холодильников затруднено. Британские химики разработали технологию, позволяющую хранить лекарственное средство в шприце при обычной комнатной температуре, не теряя его полезных свойств.
Многие медицинские препараты, включая определенные антибиотики, иммуноглобулины и вакцины, требуют держать в холоде. Необходимо соблюдать это требование на всех этапах: от изготовления лекарственного средства до его доставки в медицинские учреждения и выдачи пациенту.
Такой вид логистической деятельности имеет специальное обозначение — «холодная цепь». В упрощенном понимании, это определенный температурный режим, обязательный на всех этапах производства и хранения лекарственных средств.
Нарушение температурного режима «холодной цепи», например, при транспортировке или хранении лекарственных средств, может привести к разрушению химических связей в молекулах активного вещества, что сделает препарат неэффективным и бесполезным для пациента.
На протяжении многих лет ученые ведут поиск решения, которое обеспечило бы сохранение эффективности лекарственных средств на всех этапах транспортировки и хранения, при этом не зависящее от внешних факторов. Это позволило бы хранить медицинские препараты без использования холодильного оборудования.
Группа химиков из Великобритании, руководимая Мэтью Гибсоном, разработала подобный метод ( Matthew Gibson) из Манчестерского университета. Как сообщается в опубликованной статье, опубликованной в журнале Nature. Почти 15 лет потребовалось ученым для создания нового метода, облегчающего работу с белковыми препаратами на протяжении всей холодовой цепи.
Гибсон и его коллеги создали специальный гидрогель. После смешивания с белками лекарственное средство формирует жесткую прозрачную структуру, удобную для дозирования с помощью шприца. Белки, которые при обычном хранении требуют температуры минус 20 градусов Цельсия, в таком виде способны выдерживать воздействие температуры до 50 градусов, не теряя своих свойств. Благодаря этому препараты на основе белков могут сохранять эффективность на протяжении четырех недель.
Придание жесткости гидрогелю обеспечивается уникальными молекулами, формирующими протяженные цепи, которые разрушаются под воздействием силы. Разрушение этих цепей происходит при нажатии на поршень шприца, что приводит к превращению геля и белковой смеси в жидкость. Слишком высокая твердость остаточного слоя гидрогеля препятствует его проникновению в иглу, поэтому из шприца вытесняется только лекарственный препарат.
Метод уже был протестирован на нескольких соединениях, среди которых был бычий инсулин и β-галактозидаза – фермент, широко применяемый в биологии для изучения генов. Исследователи отправили почтой посылку со шприцами, содержащими гидрогель и белки, и зафиксировали, что в процессе транспортировки белки сохранили свою стабильность, несмотря на воздействие высоких температур и вибраций. Некоторые лекарственные препараты могут страдать от «агрегации» молекул, отвечающих за их действие, в результате тряски, что приводит к снижению эффективности.
По оценке авторов научной работы и других экспертов, не участвовавших в исследовании, новый метод способен быть особо полезен в странах, в этих районах наблюдаются трудности с обеспечением доступа к холодильникам, главным образом из-за высоких затрат на электроэнергию.
Британские химики готовятся к запуску гидрогеля в промышленное производство. Однако, до этого, ученые намерены протестировать свою разработку для хранения и транспортировки семаглутида — лекарственного средства, используемого для терапии сахарного диабета второго типа и ожирения. В дальнейшем ученые планируют провести дополнительные исследования для применения гидрогеля в сочетании с вакцинами.