Управление лекарствами с помощью магнетизма

Многие заболевания, такие как хроническая боль, рак и диабет, требуют приёма 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, электронный чип или другие стимулы в качестве «включателя» для высвобождения лекарства в организме. Однако до сих пор ни один из этих методов не может надёжно выполнять всё необходимое: многократно включать и выключать дозирование, доставлять стабильные дозы и корректировать их в соответствии с потребностями пациента.

Исследователи под руководством доктора медицины и философии Дэниела Кохейна из Детской больницы Бостона, финансируемые Национальными институтами здравоохранения (NIH), разработали решение, сочетающее магнетизм с нанотехнологиями.

Команда создала небольшое имплантируемое устройство диаметром менее ½ дюйма, которое инкапсулирует лекарство в специально сконструированной мембране, содержащей наночастицы магнетита — минерала с естественными магнитными свойствами. Когда магнитное поле включается снаружи тела, рядом с устройством, наночастицы нагреваются, заставляя гели в мембране нагреваться и временно сжиматься. Это открывает поры, позволяя лекарству проходить в организм. Когда магнитное воздействие прекращается, мембраны охлаждаются, гели снова расширяются, закрывая поры и останавливая доставку лекарства. Имплантированная электроника не требуется.

Устройство, которое команда Кохейна продолжает разрабатывать для клинического использования, описано в журнале Nano Letters.

«Такое устройство позволило бы пациентам или их врачам точно определять, когда и в каких количествах доставляются лекарства», — говорит Кохейн, руководитель Лаборатории биоматериалов и доставки лекарств в отделении анестезиологии Детской больницы.

В экспериментах на животных мембраны сохраняли функциональность в течение множества циклов. Размер дозы контролировался продолжительностью «включённого» импульса, а скорость высвобождения оставалась стабильной даже через 45 дней после имплантации.

Тестирование показало, что доставку лекарства можно включить с задержкой всего 1–2 минуты до начала высвобождения и выключить с задержкой 5–10 минут. Мембраны сохраняли механическую стабильность при испытаниях на растяжение и сжатие, что указывает на их долговечность, не проявляли токсичности для клеток и не отторгались иммунной системой животных. Они активируются при температурах выше нормальной температуры тела, поэтому на них не повлияет жар или воспаление у пациента.

«Этот новый подход к доставке лекарств с использованием сконструированных "умных" наночастиц, по-видимому, преодолевает ряд ограничений, присущих текущим методам доставки лекарств», — говорит доктор философии Элисон Коул, курирующая гранты по анестезии в Национальном институте общих медицинских наук (NIGMS) NIH. «Хотя до применения у людей ещё далеко, эта технология имеет потенциал для обеспечения точной, повторяющейся, долгосрочной, управляемой по требованию доставки лекарств для ряда медицинских применений, включая лечение боли».

Источник: Children's Hospital Boston (news : web)
Публикация: Nano Letters, опубликовано онлайн 8 сентября, DOI: 10.1021/nl9018935