Многослойные камеры открывают окно для высвобождения лекарств

Имплантируемые массивы микрокамер демонстрируют потенциал для удержания и высвобождения точно контролируемых количеств лекарств по команде, сообщают исследователи A*STAR с коллегами из Сингапура, России и Великобритании.

Луч лазера ближнего инфракрасного диапазона служит для вскрытия выбранных микрокамер в нужное время. «Этот свет ближнего ИК-диапазона — идеальный способ запустить высвобождение лекарства, так как он обладает максимальным проникновением в биологические ткани», — говорит Максим Кирюхин из Института исследований и инженерии материалов A*STAR. Необходимые длины волн попадают в «терапевтическое окно», которое позволяет свету для медицинских применений безопасно достигать тела.

Команда изготавливает микрокамеры из композитов полимеров и оксида графена. «Моя исследовательская группа стала пионером в изготовлении массивов микрокамер с использованием методов, называемых наноимпринтной литографией и послойной сборкой», — говорит Кирюхин. Этап литографии создаёт шаблоны с желаемым рисунком микролунок, отпечатанных на их поверхности. Затем на шаблонах наращиваются слои полимеров и оксида графена, чтобы создать композитный материал. Шаблоны можно растворить или отслоить, создавая полимерные/оксид-графеновые массивы с камерами, которые можно запечатать слоем пластика.

Если они предназначены для содержания лекарств для доставки в организм, камеры должны быть механически прочными. «Отказ с последующим внезапным высвобождением всей полезной нагрузки лекарства может быть катастрофическим», — указывает Кирюхин. Включение слоёв оксида графена в полимерные слои — это ключевая инновация, которая делает камеры достаточно стабильными и чувствительными к свету ближнего ИК-диапазона.

Исследователи уже разработали методы, которые можно использовать для загрузки камер рядом химических растворов; выбранные камеры затем можно разрушить с помощью направленного лазерного света. Это даст клиницистам точный контроль над скоростью высвобождения лекарства, чтобы адаптировать её под разных пациентов и состояния.

Эта работа, доказывающая концепцию, закладывает основы для перехода к испытаниям с реальными лекарствами на животных, а затем и на людях. Кирюхин объясняет, что команда полагается на сотрудничающие исследовательские группы в Великобритании, Китае и России для решения этой задачи.

Тем временем исследователи A*STAR изучают более широкие возможности. «Нас интересует использование камерных массивов в технологиях зондирования, например, для определения степени свежести продуктов или диагностики состояния ран и поражённых тканей», — объясняет Кирюхин. Микрокамеры могли бы высвобождать сигнал, например, флуоресценцию, в ответ на обнаруживаемые изменения.