Когда-нибудь роботизированная лекарственная капсула, созданная Массачусетским технологическим институтом, сможет заменить медицинские инъекции. Когда это устройство попадает в тонкую кишку, его роботизированный колпачок вращается и проникает сквозь слой слизистой оболочки, позволяя лекарствам, которые оно несет, проникать в клетки, выстилающие кишечник. В исследовании, опубликованном в междисциплинарном исследовательском журнале Science Robotics, ученые показали, что они могут распределять инсулин и ванкомицин, которые обычно вводятся внутривенно, используя эту капсулу.
Новый метод доставки лекарств
Исследователи уже несколько лет работают над методами доставки пероральных белковых препаратов, включая инсулин. Это сложная задача, поскольку белковые лекарства часто разлагаются в кислой среде желудочно–кишечного тракта и с трудом проникают через слизистый барьер — слой густой слизи, выделяемой вместе со щелочной жидкостью.
Чтобы решить эту проблему, ученые разработали концепцию создания безопасной капсулы с устройством, которое может проходить через слизь. В ее отделку и корпус встроены дополнительные функции, а также полезная нагрузка для лекарств в небольшом контейнере с одной стороны. Желатиновую отделку капсулы можно изменить, чтобы она выдерживалась при определенном рН.
Как только отделка растворится, небольшой мотор внутри капсулы начинает вращаться из-за изменения уровня рН, который следует из этого процесса. Благодаря этому движению устройство лучше проникает в скользкую студенистую слизь, образующуюся на слизистых оболочках, и отталкивает ее в сторону. Капсула также имеет крошечные выступы по всей длине, которые действуют как зубные щетки для удаления слизи. Лекарство попадает в желудочно-кишечный тракт благодаря вращательному движению, способствующему разрушению отделения, в котором оно хранится.
Улучшенная доставка
Ванкомицин — это сильный а-гликопептидный антибиотик, используемый для лечения ряда инфекционных заболеваний, в том числе в борьбе с инфекциями, которые наносят вред ортопедическим имплантатам. В испытаниях на животных ученные вводили инсулин или ванкомицин. Ученые обнаружили, что использование капсулы позволило им вводить в 20-40 раз больше лекарств, чем они могли бы с помощью аналогичного устройства, лишенного туннельной системы.
После высвобождения лекарства капсула самостоятельно проходит через желудочно-кишечный тракт. После того, как она прошла, желудочно-кишечный тракт не проявляет никаких признаков воспалительного состояния, и слой слизистой оболочки вскоре вертается в свое прежнее положение.
Назначение фармацевтических препаратов вместе с другими лекарствами, способствующими их прохождению через ткани кишечника, является еще одной стратегией, которую некоторые ученые использовали для улучшения перорального приема лекарств. Но часто с этими усилителями можно использовать только определенные лекарства. Новый подход команды ученных Массачусетского технологического института применима к более широкому спектру лекарств, поскольку она просто зависит от механических нарушений барьера слизистой оболочки.
Этот метод может быть использован для лечения толстой кишки путем регулирования уровня рН. Ученые также рассмотрят возможность доставки дополнительных лекарств. Капсулу также можно использовать для местного применения лекарств для лечения хронического воспаления (боли и отека) в кишечнике и других воспалений путем увеличения местного количества фармацевтических препаратов в тканях.
