Одна капсула с замедленным высвобождением может заменить прием нескольких таблеток!
Прототип капсулы с тремя цветными дозами (желтая, зеленая, красная) для однократного приема в день, высвобождающимися в разное время.
Управление сложными графиками приема медикаментов вскоре может стать столь же простым, как принятие одной капсулы в день. Инженеры из Университета Калифорнии в Сан-Диего разработали капсулу, которая может содержать несколько лекарств и высвобождать их в назначенные моменты времени в течение дня.
Это достижение, опубликованное в журнале Matter, может существенно улучшить соблюдение режима приема лекарств и результаты лечения, устраняя необходимость пациентам запоминать прием нескольких препаратов или доз в разные времена дня. Это также может снизить риск пропуска доз или случайного передозировки.
«Мы стремимся упростить управление приемом медикаментов с помощью одной капсулы, которая достаточно умна, чтобы доставлять правильное лекарство в нужной дозе в нужное время», — отметила первый автор исследования Амаль Аббас, недавно получившая степень доктора философии в области химической инженерии в Инженерной школе имени Джейкоба Университета Калифорнии в Сан-Диего. Она возглавила эту работу совместно с Джозефом Вангом, профессором кафедры химической и наноинженерии.
Увидев потенциальные преимущества для пациентов и их опекунов, Аббас запускает стартап, чтобы ускорить разработку и коммерциализацию капсулы.
Внутри капсулы несколько медикаментов упакованы в отдельные отсеки. Каждый из них предназначен для высвобождения своего содержимого в заранее определенное время. Лекарства разделены барьерами, изготовленными из матрицы лактозы и мальтозы, в которую встроен полимер, реагирующий на pH. Этот полимер защищает медикаменты от желудочной кислоты, но растворяется в более щелочной среде.
Регулируя плотность этого полимера, исследователи могут контролировать, сколько времени потребуется для растворения каждого барьера, что обеспечивает высвобождение медикаментов с точно рассчитанными интервалами.
Внешняя оболочка капсулы состоит из корпуса и крышки, изготовленных из растительной целлюлозы. Основная часть капсулы, в которой размещены отделения для медикаментов, защищена полимером, реагирующим на pH. Крышка, не имеющая защиты, растворяется сразу после попадания в желудок, что запускает процесс высвобождения первого препарата.
Однако умные особенности капсулы не ограничиваются лишь таймингом. Исследователи также внедрили микроскопические частицы магния, которые функционируют как миниатюрные мешалки и действуют в течение короткого времени внутри организма. Эти частицы реагируют с желудочной кислотой, создавая поток пузырьков водорода, который перемешивает содержимое капсулы и облегчает растворение лекарства. Это особенно полезно для препаратов, требующих быстрого усвоения, таких как обезболивающие, кардиологические средства или экстренные препараты.
Частицы магния выполняют и другую функцию: они нейтрализуют желудочную кислоту, временно создавая локальную щелочную среду. Это способствует растворению полимерных барьеров, реагирующих на pH, и инициирует высвобождение следующих препаратов.
«Этот инновационный подход к ежедневной капсуле обеспечивает полное соблюдение режима приема на протяжении всего дня, что способствует улучшению результатов лечения», — отметил Ванг.
Исследовательская группа Ванга стала пионером в использовании микроскопических частиц, которые они назвали микроботы, для терапевтических целей. Они первыми применили микроботы на живых моделях животных, продемонстрировав их потенциал в лечении различных заболеваний, включая легочные инфекции и состояния, требующие интенсивной терапии. Их опыт с микроботами стал основой для внедрения аналогичных технологий в капсулу с контролируемым высвобождением.
Все материалы, использованные для создания капсулы, одобрены FDA. «Это поможет обеспечить легкий переход на рынок», — отметил Аббас.
В качестве доказательства концепции исследователи заполнили капсулу тремя дозами леводопы, препарата для лечения болезни Паркинсона. Каждая доза была окрашена пищевым красителем — желтым, зеленым и красным — что позволило визуально отслеживать ее высвобождение в условиях, имитирующих работу желудка.
Первая доза, размещенная в отсеке с магниевыми мешалками, была предназначена для быстрого высвобождения. Вторая и третья дозы, находившиеся в отсеках без мешалок, высвобождались с промежуточной и медленной скоростью соответственно. Эксперимент успешно продемонстрировал, что капсула может доставлять препараты в различных фазах.
Команда выбрала препарат для лечения болезни Паркинсона в качестве тестового случая для своей капсулы, поскольку его необходимо принимать регулярно каждые несколько часов для поддержания контроля над симптомами. «Этот временной выпуск нескольких доз может действительно помочь пациентам с болезнью Паркинсона», — отметил Аббас.
«Если уровень препарата опустится слишком низко, пациенты начнут испытывать тремор и другие моторные симптомы. Но если мы сможем поддерживать этот уровень стабильным, мы также сможем помочь сохранить стабильность движений пациента. Наша капсула имеет потенциал обеспечить эту стабильность на протяжении всего дня, чтобы пациенты не беспокоились о том, чтобы идеально рассчитать время приема каждой дозы».
Аббас также видит перспективы использования этой капсулы для комбинированной терапии. Например, при сердечно-сосудистых заболеваниях пациенты часто должны принимать комбинацию аспирина, бета-блокаторов и препаратов для снижения холестерина — каждый из которых имеет свой график приема.
Настраивая отсеки капсулы на высвобождение этих медикаментов в точно рассчитанной последовательности, пациенты могли бы принимать аспирин утром, бета-блокатор днем, а препараты для снижения холестерина вечером — все из одной капсулы. Такой подход мог бы гарантировать, что каждый препарат будет доставлен в наиболее эффективный момент, потенциально снижая побочные эффекты и оптимизируя терапевтические преимущества.
Следующими шагами станут тестирование in vivo, масштабирование производства, расширение возможностей высвобождения капсулы на более чем один день и изучение локализованного высвобождения препарата в кишечнике для целенаправленных терапий.
Край Будущего
993 поста361 подписчик
Правила сообщества
Запрещено: Спам, Мат, Унижение, Политика!