Магнетизм включает и выключает высвобождение лекарств

Многие заболевания, такие как рак, диабет и хроническая боль, требуют лекарств, которые нельзя принимать перорально, но которые необходимо дозировать периодически, по мере необходимости, в течение длительного времени. Было разработано несколько методов доставки, использующих имплантированный источник тепла, имплантированный электронный чип или другие стимулы в качестве «включателя» для высвобождения препарата в организм. Однако до сих пор ни один из этих методов не может надежно выполнять все необходимое: многократно включать и выключать дозировку, обеспечивать стабильные дозы и регулировать их в соответствии с потребностями пациента. Теперь исследовательская группа под руководством Дэниела Кохейна из Детской больницы Бостона разработала решение, сочетающее магнетизм с нанотехнологиями.

Исследователи создали небольшое имплантируемое устройство диаметром менее 1 сантиметра, которое инкапсулирует лекарство в специально сконструированной мембране, содержащей магнитные наночастицы оксида железа. Применение внешнего переменного магнитного поля нагревает магнитные наночастицы, заставляя гели в мембране нагреваться и временно сжиматься. Это сжатие открывает поры, позволяя лекарству проходить через них в организм. Когда магнитное поле выключается, мембраны охлаждаются, и гели снова расширяются, закрывая поры и останавливая доставку лекарства. Имплантируемая электроника не требуется.

Устройство, которое команда Кохейна продолжает разрабатывать для клинического применения, описано в журнале Nano Letters. Работа, подробно описанная в текущей статье, проводилась в сотрудничестве с Робертом Лэнгером из Массачусетского технологического института, главным исследователем Центра передового опыта в области нанотехнологий рака MIT-Гарвард.

• Размер высвобождаемой дозы из устройства надежно контролировался продолжительностью импульса «включенного» магнитного поля.
• Скорость высвобождения оставалась стабильной в течение нескольких циклов.
• Тестирование показало, что доставку лекарства можно включить с задержкой всего в 1–2 минуты до начала высвобождения и выключить с задержкой в 5–10 минут.
• Мембраны сохраняли механическую стабильность при испытаниях на растяжение и сжатие, что указывает на их долговечность.
• Мембраны не показали токсичности для клеток, не были отторгнуты иммунной системой в модели на крысах и оставались функциональными после сорока пяти дней in vivo.
• Мембраны активируются при температурах выше нормальной температуры тела, поэтому на них не повлияет жар у пациента или местное воспаление.

Эта работа подробно описана в статье под названием «A Magnetically Triggered Composite Membrane for On-Demand Drug Delivery». В исследовании также участвовали исследователи из Университета Макмастера и Университета Сарагосы.