Ученые разрабатывают новый способ доставки большего количества лекарств через кожу
Прототип запатентованного устройства временного давления, разработанного учеными NTU и A * STAR, который может оказывать давление на кожу, создавая тем самым микропоры, которые позволяют лекарствам легче проходить через кожу. Кредит: Наньянский технологический университет

Ученые из Технологического университета Наньянга, Сингапур (NTU Сингапур) и Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A * STAR) показали, что применение «временного давления» на кожу мышей может создать новый способ доставки лекарств.

В статье, опубликованной в Science Advances, исследователи показали, что объединение двух магнитов так, чтобы они сжимали и давили на складку кожи, привело к кратковременным изменениям кожного барьера и особенно образование «микропор» под его поверхностью.

В ходе испытаний они показали, что эти микропоры площадью около 3 микрометров позволяли лекарствам, нанесенным на поверхность кожи, легче распространяться через нее. В шесть раз большее количество лекарства распространялось через кожу мышей с микропорами по сравнению с кожей мышей, которые не получали лечение временным давлением.

Ведущий автор статьи, доктор Даниэль Лио, который проводил это исследование в рамках своей докторской диссертации в Междисциплинарной программе для выпускников высших учебных заведений при Химической и биомедицинской инженерии НТУ, сказал, что хотя иглы и инъекции микроигл повреждают кожу, микропоры могут проложить путь к безболезненной трансдермальной доставке лекарств, таких как инсулин.

«Наш исследовательский проект впервые был вдохновлен терапией» tuina «традиционной китайской медицины, когда врачи втирают и оказывают давление на кожу и мышечные ткани, а также применяют актуальную мазь, — пояснил доктор Лио, который сейчас работает в A * STAR. Группа предприятий.

Идя дальше, объединенная команда, в которую вошли профессор Дэвид Лоуренс Беккер из Сингапурского института медицины и исследований кожи при NTU Ли Конг Чиан; Профессор Ван Сяомэн из Медицинского факультета при Университете Лигуана Чан в НТУ и Ассистент Профессора Сюй Чэньцзе из Школы химической и биомедицинской инженерии проверили доставку инсулина через кожу мышей с помощью нового метода.

Уменьшение повреждения кожи и боли от доставки лекарств через кожу

Экспериментальные результаты показали, что наночастицы и инсулин эффективно доставлялись через кожу мышей при молекулярных массах до 20000 дальтон.

Эта масса в 40 раз больше, чем в настоящее время сообщается в научной литературе для трансдермальной доставки лекарств (т.е. через пластыри), что составляет 500 дальтон.

Количество лекарственного средства, доставляемого методом временного давления, также было сопоставимо с количеством, доставляемым с помощью микроигольного пластыря — десятки игл, меньших ширины человеческого волоса, изготовленного из биосовместимых соединений, обычно используемых для доставки небольших количеств лекарств через кожа со временем.

По сравнению с обычными инъекциями, когда необходимо проникнуть в кожу и существует риск эффекта гипогликемии — когда инъецированный инсулин действует слишком быстро и у пациента кружится голова — новый метод способен медленно доставлять лекарства в течение долгого времени, не нарушая кожа, тем самым причиняя меньше боли.

В экспериментах команда также обнаружила, что с помощью их метода наблюдалось увеличение числа «щелевых соединений» и уменьшение «плотных соединений» в клетках кожного слоя (эпидермиса). Эти соединения контролируют количество молекул, доставляемых между клетками: если наблюдается повышенная экспрессия щелевых соединений, большее количество молекул может доставляться через клеточный барьер, в то время как узкие соединения ограничивают внеклеточное движение молекул.

В экспериментах на животных использовались два магнита для оказания давления на спинную кожу мыши в течение одной или пяти минут, в зависимости от того, как быстро требуется доставка лекарства, перед тем как его удаляли, а затем лекарственное средство наносили местно, как крем.

Команда предположила, что для лекарств, которые необходимо доставлять медленнее или в меньших дозах, достаточно одной минуты, в то время как для доставки лекарств быстрее, потребуется больше микропор, поэтому потребуется пять минут.

Затем лекарственное средство оставляли на 12 часов, а затем визуализировали кожу с помощью флуоресцентной микроскопии, чтобы увидеть, в какой степени лекарственное средство проникло через кожу.

Команда сравнила три типа кожи: кожу, на которой проводилось лечение давлением, кожу, на которой не было, и кожу, на которой лекарство доставлялось через микроиглы.

Кожа, подвергшаяся лечению под давлением, имела такое же количество лекарственного средства, которое доставлялось через кожу, что было обнаружено с помощью микроигольной пластыря, в то время как кожа, которая не подверглась лечению под давлением, содержала значительно меньшее количество лекарственного средства.

Также было обнаружено, что микропоры исчезают через день после их образования, что свидетельствует о том, что клетки кожи заполнили пробелы.

Профессор Беккер, чей исследовательский опыт связан с восстановлением и регенерацией тканей, сказал, что в их статье подчеркивается потенциал использования этого метода, который может снизить потребность пациентов с сахарным диабетом вводить инсулин несколько раз в день с использованием обычных игл и шприцев.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *