Создание новой эластичной "мягкой капсулы" с использованием наноразмерных пластин

Исследовательская группа под руководством учёного MANA доктора Циньминь Цзи из Национального института материаловедения (Япония) в совместном исследовании с профессором Фрэнком Карузо из Мельбурнского университета разработала новую эластичную капсулу, используя неорганический материал в виде пластин нанометровой толщины (нанопластины). Тесты новой капсулы показали, что продолжительность высвобождения противоопухолевых и других препаратов можно свободно контролировать, а также увеличить в несколько раз с помощью новой разработки.

Системы доставки лекарств (DDS) считаются чрезвычайно перспективной техникой для эффективной и надежной транспортировки препаратов к месту патологий, таких как рак. Поскольку лекарства абсорбируются и разлагаются в организме человека, они широко рассеиваются, включая области, отличные от пораженной части, и не всегда возможно контролировать их попадание в нужное место. Поэтому разработка микро- и нанокапсул для контролируемой доставки лекарств является актуальной задачей.

До сих пор для формирования капсул использовались неорганические материалы, такие как диоксид кремния (silica), и органические материалы, такие как жиры и полимеры. Неорганические капсулы твердые, прочные и жесткие, но их структуру нелегко адаптировать к условиям. С другой стороны, органические капсулы гибкие, и их структуру можно регулировать, но они имеют недостаток в виде низкой механической прочности. Таким образом, была желательна разработка структуры капсулы-носителя лекарства, сочетающей преимущества обоих типов.

В этом исследовании была разработана "мягкая" капсула путем создания рыхлой сборки нанопластин из диоксида кремния, который является неорганическим материалом. Хотя эта капсула состоит из механически стабильного неорганического материала, также возможно свободное управление её структурой.

Эта капсула расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении, а размер пор во внешней стенке, которые образованы промежутками между нанопластинами и служат каналами для высвобождения лекарства, можно контролировать в широком диапазоне, регулируя pH до различных уровней. В результате время пролонгированного высвобождения противоопухолевого препарата DOX удалось увеличить в несколько раз по сравнению с обычными пористыми капсулами простой структуры. Также стало возможным контролировать продолжительность высвобождения лекарства и количество его хранения, изменяя поровую структуру капсулы и, следовательно, пути высвобождения препарата, путем предварительной обработки капсулы в соответствующих условиях pH.

Эти результаты исследований будут опубликованы в онлайн-версии научного журнала Small.