Interfax-Russia.ru – Приморские ученые создают капсулу-носитель для адресной доставки лекарства от онкологии. Перемещать ее по организму будут с помощью магнитов.
Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ, г. Владивосток) разрабатывают специальную капсулу-носитель, которая будет доставлять лекарство от онкологии непосредственно в опухоль. Работа ведется в компактной лаборатории для создания новых материалов, открывшейся в вузе в конце прошлого года в рамках программы "Приоритет 2030".
"Капсула представляет собой "контейнер", в который помещен синтетический биоматериал (носитель), содержащий в своем объеме медицинский препарат для химиотерапии онкологических заболеваний. Данный биоматериал в организме растворяется, в результате химиотерапевтический препарат высвобождается и оказывает терапевтическое действие на опухоль", — сообщил Interfax-Russia.ru заместитель директора по развитию Института наукоемких технологий и передовых материалов (ИНТиПМ) ДВФУ, руководитель проекта Евгений Папынов.
По словам ученого, носитель медпрепарата может быть представлен линейкой синтетических соединений, разрабатываемых в ИНТиПМ ДВФУ. Контейнер же состоит из биосовместимого полимера — полилактида и изготавливается с применением аддитивных технологий 3D-печати. Перемещать капсулу по организму будут с помощью магнитов.
"Биоматериал и капсула полностью биосовместимы с живым организмом. Биоматериал, помещенный в капсулу, в организме резорбируется (растворяется). Капсула также резобируется в организме, при необходимости может быть извлечена", — добавил Папынов.
Кроме того, поскольку капсулы-носители действуют прицельно, медицинский препарат, который они доставляют к опухоли, будет действовать не на весь организм, а только на пораженные клетки.
"Обычные медицинские препараты для лечения онкологии вводятся в организм внутривенно, соответственно, токсичному воздействию подвергается весь организм. Капсула же вводится хирургическим путем локально в область опухоли, и препарат действует только на злокачественное образование и не оказывает общей токсичной нагрузки на организм", — пояснил он.
В то же время эксперт считает, что капсулы адресной доставки медпрепаратов не могут полностью заменить "классические лекарства".
"Это связано, во-первых, со сложностью прямого или косвенного доступа к органам или конкретным областям в организме. Во-вторых, не существует универсальных "доставщиков" лекарственных препаратов, которые могли бы обеспечить все потребности терапии. В-третьих, как правило, препараты-доставщики ограничены по количеству доставляемого лекарства и по скорости доставки", — сказал он.
Также важно, что большая часть доставщиков лекарств требует отдельных процедур их выведения из организма.
По данным вуза, разработкой Папынова и его команды уже заинтересовались Медицинский центр ДВФУ и Приморский краевой онкологический диспансер.
Помимо капсулы для адресной доставки лекарства от онкологии, сотрудники новой лаборатории ДВФУ изготовили природоподобный керамический материал, который поглощает большое количество радионуклеидов. Его можно использовать для создания устройств для космической, медицинской, радиационной, ядерной, строительной и других отраслей. Вместе с тем, команда исследователей разрабатывает высокотвердые сплавы, которые используются в судо- и авиастроении, материалы для энергетики, способные выдерживать большие температурные нагрузки, а также линейку режущих инструментов для промышленности.
Также территория новой лаборатории позволяет объединить усилия коллективов химического и физического кластера. Совместно ученые разрабатывают супермагниты, способные работать в экстремальных температурах. Подобные устройства могут применяться в атомной промышленности, а также для синхротрона РИФ, который появится на острове Русский к 2026 году.
В свою очередь международная группа ученых под руководством профессора Сколтеха Глеба Сухорукова разработала методы изготовления капсул микронного размера из биоразлагаемого полимера для адресной доставки лекарственных препаратов и других биоактивных соединений.
"Сначала на шаблон с микро-структурированным рельефом наносится полимер, а затем активное вещество, например, лекарственный препарат. Сверху наносится еще один герметичный слой полимера. Таким образом, содержимое оказывается зажатым между двумя слоями", — сообщила пресс-служба Сколтеха.
Затем капсулы "печатают" путем вдавливания на желатине, после чего желатин растворяют в воде и извлекают из раствора готовые капсулы.
"Наш метод основан на том же принципе, что и процесс изготовления пельменей или вареников, только вместо мяса, творога, ягод или картошки мы используем другую "начинку", например, белки или другие биологически активные вещества, причем делаем это на уровне микроструктуры", — пояснил Глеб Сухоруков.
При этом вместо "классических" сферических капсул ученые с помощью метода мягкой литографии создали капсулы в виде микрометровых пирамид, прямоугольных и торпедообразных тел.
"У несферических капсул высвобождение препарата может происходить направленно с разрушением одной из сторон капсулы. Также при помощи магнитного излучения можно управлять движением капсул в потоке жидкости. Но главное преимущество этих капсул состоит в том, что биологическим клеткам легче усваивать несферические объекты", — пояснил Сухоруков.
Так, исследования показали, что капсулы торпедообразной формы обладали большой вместимостью и способностью удерживать гидрофильные молекулы, хорошо усваивались клетками, не вызывая токсического эффекта. А капсулы пирамидальной и прямоугольной формы в течение нескольких дней достаточно стабильно удерживали помещенные внутрь небольшие водорастворимые молекулы. И те, и другие были изготовлены из полимолочной кислоты.
"До сих пор для создания капсул мы использовали полимолочную кислоту. Теперь мы планируем проверить наш метод на других полимерах, которые могут разрушаться при высвобождении вещества только при определенных условиях, таких как температура, наличие ферментов, уровень pH и других", — добавил эксперт.
По данным Сколтеха, исследование проводилось с участием специалистов Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ), Университета Генуи (Италия), Научно-технического университета AGH (Польша), Сингапурского институт инноваций в пищевой промышленности и биотехнологиях и Института материаловедения и инжиниринга, THALES Research & Technology (научное подразделение THALES group, Франция) и Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН.
