Авторы статьи предложили оборачивать стенты тончайшей пленкой из биоразлагаемого полимера — полимолочной кислоты. Это абсолютно безвредный для организма человека материал. Со временем он, в конечном итоге, разлагается на воду и углекислый газ. Поэтому этот полимер может быть носителем лекарственных соединений, которые будут постепенно высвобождаться в организме человека в процессе разложения полимера — в нужном месте, в нужное время, с нужной скоростью.
В предлагаемой системе доставки лекарств активные соединения содержатся в микрокамерах на поверхности пленки. На одном квадратном сантиметре пленки может находиться около 250 000 таких микрокамер диаметром 5 мкм, высотой 3 мкм и толщиной около 0,5 мкм. Каждая из камер может содержать пикограммы активного вещества.
Фото: микрокамеры, заполненные модельным веществом
«Наши коллеги из Лондонского университета королевы Марии изначально предложили использовать такую систему для решения проблемы загрузки водорастворимых веществ с малой молекулярной массой. К ним относятся некоторые противораковые, противотромбозные препараты, антибиотики. За счет маленького размера молекул их сложно разместить в систему доставки и удержать на месте. А такие микрокамеры на пленке из полимолочной кислоты хорошо справляются с ролью контейнеров. И здесь, в Томском политехе, мы предложили использовать такие пленки для сосудистых стентов», — говорит один из авторов статьи, инженер лаборатории плазменных гибридных систем ТПУ Юлия Зыкова.
Сами микрокамеры исследователи получают с помощью силиконового штампа с небольшими углублениями. Его окунают в раствор с полимолочной кислотой, затем подсушивают и получают первый слой пленки. Затем вновь опускают в раствор с биологически активным веществом, молекулы которого естественным путем заполняют образовавшиеся углубления, и накрывают еще одним слоем полимера. Стент буквально заворачивают в пленку. И при его расширении пленка растягивается вслед за ним.
Повлиять на то, как быстро молекулы лекарства высвобождаются из микрокамер, можно с помощью, например, ультразвука.
Звуковые волны ускоряют процесс разрушения полимера, а значит, и скорость высвобождения содержимого микрокапсул. Регулируя мощность ультразвука, ученые могут контролировать скорость выхода молекул из микрокамер.
Фото: стент, покрытый пленкой
«В опубликованной статье представлены данные по выгрузке из такой системы модельного раствора — водорастворимого красителя. В наших экспериментах модельный краситель выходил из микрокамер в течение 13 суток. И сейчас мы начинаем работу с реальными лекарственными веществами, препятствующими образованию тромбов», — отмечает Юлия Зыкова.
Добавим, это исследование ученые Томского политеха ведут в коллаборации с коллегами из Лондонского университета королевы Марии, Института исследования полимеров Общества Макса Планка (Германия), Харбинского технологического института (Китай) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Работа в 2018 году была поддержана грантом по Программе повышения конкурентоспособности ТПУ и Госзаданию «Наука». По результатам проекта было опубликовано 10 статей.
Источник: Официальный сайт ТПУ