Вместо того, чтобы принимать лекарство ежедневно, можно будет сделать инъекцию раз в неделю, которой хватит на несколько дней
Команда медицинских исследователей из Стэнфордского Университета представила свою новую разработку нано-геля, который умеет медленно растворяться в живых тканях. Он может служить в качестве переносчика различных лекарственных препаратов и соединений. Это позволит избавиться от необходимости систематического приема лекарств.
Кроме того, специалистам удалось найти идеальный баланс между степенью контроля и автономностью геля, поскольку изначальная проблема заключалась в том, что данный гель слишком быстро растворялся в теплой среде.
«Мы можем создать гели с нужными свойствами медленной реакции, но тепло тела быстро их растворяет и слишком быстро высвобождает лекарства», – сказал Эрик Аппель, профессор науки материалов и инженерии, передает Science Daily.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, Аппель и его команда раскрывают детали успешного первого шага в сторону создания устойчивых к температуре инъекционных гелей.
Проблему Аппель объясняет, проводя аналогии с изготовлением желе: твердые ингредиенты опускаются в воду, нагреваются и размешиваются. При охлаждении желе застывает по мере связывания молекул. Однако, если желе повторно нагреть, твердые вещества опять разжижаются.
Чтобы решить этот вопрос, Стэнфордская команда создала гель из двух твердых ингредиентов – полимеров и наночастиц. Исследователи начали с растворения полимеров и частиц по отдельности в воде и последующего их смешивания. Когда ингредиенты начали связываться, полимеры плотно обернулись вокруг частиц.
«Мы назвали это нашей молекулярной «липучкой»», – сказал первый автор Энтони Ю.
Мощная связь между полимерами и частицами вытеснила молекулы воды, смесь начала становиться гелем при комнатной температуре. Крайне важно, что этот процесс перехода в гелеобразное состояние был достигнут без добавления или убавления энергии. Когда исследователи нагрели гель до температуры тела (37,5 C), он не стал жидким, как обычные гели, поскольку эффект молекулярной «липучки» позволил энтропию и энтальпию оставаться в балансе в соответствии с термодинамикой.
Читайте еще: Сезон гриппа может сместиться и уже не быть таким, как прежде – эксперты
Аппель сказал, что потребуется больше работы, чтобы сделать впрыскиваемый гель, высвобождающий активные вещества постепенно, безопасным для человеческого использования.
Хотя полимеры в этих экспериментах были биосовместимыми, частицы происходили из полистирола, обычно используемого для производства одноразовой посуды.
Лаборатория уже пытается создать этот термодинамически-нейтральный гель из полностью биосовместимых компонентов.