Управляемая доставка лекарств с помощью гидрогелей
Японские исследователи разработали технику, позволяющую контролировать и направлять доставку лекарств в определённые участки тела в заданное время, что значительно снижает побочные эффекты и улучшает лечение. Результаты опубликованы в журнале Science and Technology of Advanced Materials.
Проблема и решение
«Умные» полимеры — перспективные материалы для контролируемой доставки лекарств, так как меняют свои свойства в ответ на определённые стимулы. Однако обычно им требуется постоянная стимуляция для поддержания изменений. Группа учёных под руководством Такао Аояги из MANA (Национальный институт материаловедения, Япония) разработала подход, позволяющий осуществлять более тонкий контроль и выбор времени доставки.
Механизм работы
Новая техника использует гидрогели — тип «умного» полимера из водорастворимых длинноцепочечных молекул.
- Исследователи показали, что могут контролировать кислотность внутри гидрогеля, загрузив его соединением o-NBA. Это соединение высвобождает протоны (повышая кислотность) при облучении УФ-светом.
- При облучении загруженного o-NBA гидрогеля кислотность внутри повышалась. Если облучалась только часть геля, кислотность постепенно увеличивалась по всему объёму по мере диффузии протонов.
- Затем гидрогель загрузили o-NBA и L-ДОФА — предшественником нейромедиатора дофамина, используемым для лечения болезни Паркинсона.
- Изменение кислотности в геле при УФ-облучении вызывало высвобождение L-ДОФА, так как кислотность нарушала взаимодействие L-ДОФА с молекулами геля.
Контроль времени высвобождения
Облучение УФ-светом не только усиливало общее высвобождение L-ДОФА из гидрогеля, но и вызывало дополнительный «взрывной» выброс через пять часов после облучения. Это позволило не только запускать, но и точно задавать время высвобождения лекарства.
Перспективы
Возможность контролировать высвобождение лекарств из гидрогелей путём запуска изменения кислотности может помочь в разработке программируемых методов доставки лекарств с улучшенной таргетностью лечения.