Большинство лекарств, которые принимает человек, действуют не только на причину недомогания, но и на организм в целом. Иногда это проходит без негативных последствий, но бывает, что препарат причиняет вред здоровым тканям. Ученые из Университета Юты (США) усовершенствовали метод доставки лекарств с помощью нанокапель непосредственно в биологическую мишень.
Наномедицина стала одним из самых перспективных направлений науки в последние годы / © Shutterstock, R Photography Background
Современная медицина помогает людям бороться с серьезными заболеваниями, например с раком. В таких случаях врачи зачастую используют довольно агрессивные вещества для подавления воспаления или распространения болезни. Для снижения риска побочных эффектов, необходимо уменьшить дозу активного вещества и сделать так, чтобы лекарство действовало только на пораженные участки тела.
Американские ученые опубликовали статью в журнале Frontiers in Molecular Biosciences, в которой описали новый метод точечной доставки лекарств. В качестве носителей активного вещества они предложили использовать полые капли диаметром от 470 до 550 нанометров. Их оболочка состоит из полимеров, имитирующих мембрану живой клетки: гидрофильный слой оболочки обращен наружу и активно взаимодействует с поляризованными растворами (например, с кровью), а гидрофобный слой, который не взаимодействует с водой, направлен внутрь. Эти оболочки предотвращают слипание капель и защищают их содержимое от «атаки» иммунной системы.
В полости нанокапли находится ядро из гидрофобных перфторуглеродов, смешанных с такими же гидрофобными молекулами лекарства.
Перфторуглероды — искусственно созданные органические вещества, где все атомы водорода замещены атомами фтора. Первоначально их использовали в атомной промышленности.
Эти наночастицы вводят в тело человека или животного. В момент, когда лекарство достигает места назначения, включают ультразвук. Звуковую волну можно направлять в трех измерениях, фокусируя на желаемом участке тела. По словам ученых, под действием ультразвука жидкий перфторуглерод становится газом и растягивает оболочку нанокапли. В этот момент в ней образуются поры, и лекарство может выйти в ткань.
Американские ученые проверили действенность метода на обезьянах. Они вводили им наночастицы с анестетиком и седативным средством пропофол с разными перфторуглеродами. Исследователи сравнивали эффективность перфторпентана, декафторпентана и перфтороктилбромида. После биологи воздействовали на наночастицы импульсами ультразвука продолжительностью 100 миллисекунд в течение одной минуты.
Самым стабильными и эффективными оказались нанокапли с перфтороктилбромидом (ПФОБ).
«Предыдущие исследования были сосредоточены на перфторуглеродах с низкой температурой кипения — обычно ниже температуры человеческого тела. Мы обнаружили, что капли с сердцевиной из ПФОБ, которая имеет температуру кипения плюс 142 градуса, гораздо стабильнее во времени. Несмотря на высокую температуру кипения, вещество может достигать оптимального уровня высвобождения лекарств при самой низкой частоте ультразвука в 300 килогерц. Это стало решающим фактором», — объяснил один из авторов исследования Мэттью Уилсон (Matthew Gray Wilson).
Этот метод в будущем могут широко применять в медицине для лечения различных видов заболеваний. В частности, ученые отметили полезность нового способа в лечении психиатрических и нервных заболеваний.
