Лекарственные средства, которые принимает человек, зачастую воздействуют не только на источник заболевания, но и на весь организм. В некоторых случаях это не вызывает побочных эффектов, однако нередко препараты могут негативно влиять на здоровые ткани. Исследователи из Университета Юты (США) разработали усовершенствованный способ доставки лекарств, используя нанокапли для точного воздействия на биологическую цель.
В настоящее время современная медицина предоставляет возможности для борьбы с опасными болезнями, такими как рак. При этом, врачи нередко применяют достаточно сильные препараты для ослабления воспалительного процесса или предотвращения распространения заболевания. Чтобы минимизировать вероятность нежелательных последствий, требуется снижать концентрацию действующего вещества и обеспечивать его воздействие исключительно на затронутые области организма.
Американские ученые опубликовали статью в журнале Frontiers in Molecular Biosciences, в статье описан новый подход к адресной доставке лекарственных препаратов. В качестве переносчиков активного вещества авторы предлагают использовать полые капли, размер которых варьируется от 470 до 550 нанометров. Их структура включает в себя оболочку, состоящую из полимеров, имитирующих мембрану живой клетки: гидрофильный слой, обращенный к внешней среде, активно взаимодействует с полярными растворами, например, с кровью, а гидрофобный слой, не взаимодействующий с водой, расположен внутри. Данные оболочки препятствуют агрегации капель и обеспечивают защиту их содержимого от воздействия иммунной системы.
Внутри нанокапли располагается ядро, состоящее из гидрофобных перфторуглеродов, которые смешаны с гидрофобными молекулами лекарственного средства.
Перфторуглероды – это органические соединения, синтезированные искусственным путем, в которых водородные атомы полностью заменены атомами фтора. Изначально эти вещества применялись в атомной отрасли.
Наночастицы вводятся в организм человека или животного. Когда лекарственное средство достигает необходимого участка, активируется ультразвук. Звуковую волну можно направлять в трехмерном пространстве, фокусируя на конкретной области тела. По мнению исследователей, под воздействием ультразвука жидкий перфторуглерод преобразуется в газ, что приводит к растяжению оболочки нанокапли. В результате в ней формируются поры, через которые лекарство высвобождается в ткани.
Американские ученые провели проверку эффективности данной методики на обезьянах. В ходе исследования им вводили наночастицы, содержащие анестетик и седативное средство пропофол, в сочетании с различными перфторуглеродами. Исследователи сопоставляли результативность перфторпентана, декафторпентана и перфтороктилбромида. Затем на наночастицы воздействовали биологическими методами и импульсами ультразвука, длительность которых составляла 100 миллисекунд, а общая продолжительность – одна минута.
Нанокапли, содержащие перфтороктилбромид (ПФОБ), продемонстрировали наибольшую стабильность и эффективность).
«Более ранние работы касались перфторуглеродов с низкой температурой кипения, как правило, не превышающей температуры человеческого тела. В ходе проведенных нами исследований установлено, что капли, содержащие ПФОБ в качестве сердцевины и обладающие температурой кипения в 142 градуса, демонстрируют значительно большую стабильность с течением времени. Несмотря на высокую температуру кипения, это вещество способно обеспечивать оптимальный уровень высвобождения лекарственных средств даже при использовании ультразвука с самой низкой частотой – 300 килогерц. Именно это стало ключевым фактором», — пояснил один из авторов исследования Мэттью Уилсон (Matthew Gray Wilson).
В перспективе этот подход может найти широкое применение в медицине для терапии разнообразных недугов. Особенно перспективным ученые считают использование этой методики при лечении психических и неврологических расстройств.