Многие лекарства влияют не только на болезнь, но и на организм в целом. Иногда это безопасно, но иногда препарат вредит здоровым тканям. Ученые из Университета Юты улучшили способ доставки лекарств с помощью нанокапель непосредственно к биологической цели.
Современная медицина позволяет людям противостоять тяжелым болезням, например раку. В таких ситуациях врачи часто применяют довольно агрессивные средства для подавления воспаления или распространения недуга. Чтобы снизить риск побочных действий, нужно уменьшить дозу активного компонента и обеспечить воздействие препарата только на пораженные части тела.
Американские ученые опубликовали статью в журнале Frontiers in Molecular BiosciencesУчёные разработали новый метод точечной доставки лекарств. В качестве носителей активного вещества предложено использовать полые капли диаметром от 470 до 550 нанометров. Их оболочка из полимеров имитирует мембрану живой клетки: гидрофильный слой обращен наружу и взаимодействует с поляризованными растворами, а гидрофобный слой, не взаимодействующий с водой, направлен внутрь. Эти оболочки предотвращают слипание капель и защищают их содержимое от иммунной системы.
Внутри нанокапли размещено ядро из гидрофобных перфторуглеродов и аналогичных по свойствам молекул лекарства.
Перфторуглероды — это синтетические органические соединения, в которых все водородные атомы заменены на фтор. Вначале применяли их в атомной отрасли.
Наночастицы вводят в организм человека или животного. При достижении места назначения активируют ультразвук. Звуковая волна фокусируется на нужном участке тела в трех измерениях. Ученые утверждают, что под воздействием ультразвука жидкий перфторуглерод превращается в газ и растягивает оболочку нанокапли. В результате образуются поры, и лекарство попадает в ткань.
Американские ученые испытали эффективность метода на обезьянах. Вводили им наночастицы с анестетиком и седативным средством пропофол, используя разные перфторуглероды. Исследователи сравнивали эффективность перфторпентана, декафторпентана и перфтороктилбромида. После этого биологи воздействовали на наночастицы импульсами ультразвука длительностью 100 миллисекунд в течение одной минуты.
Нанокапли с перфтороктилбромидом проявили наибольшую стабильность и эффективность.
Ранее изучались перфторуглероды с низкой температурой кипения, обычно ниже температуры человеческого тела. Авторы обнаружили, что капли с сердцевиной из ПФОБ, кипящее при 142 градусах, стабильнее во времени. Несмотря на высокую температуру кипения, вещество достигает оптимального уровня высвобождения лекарств при самой низкой частоте ультразвука в 300 килогерц. Это стало решающим фактором, — пояснил автор исследования Мэттью Уилсон.
В перспективе этот метод могут активно использовать в медицине для борьбы с разными заболеваниями. Ученые выявили его эффективность при лечении психиатрических и неврологических расстройств.