Не любите когда вам делают уколы? Если да, то вы не одиноки, потому исследователи разрабатывают новые, безболезненные способы доставки лекарств. Один из них — роботизированная таблетка которая разрабатывается в лаборатории Массачусетского технологического института в Кембридже. Она содержит крошечную подпружиненную микроиглу длиной всего около 3 миллиметров.
После проглатывания таблетка вводит лекарство непосредственно через стенку желудка.
По словам Джованни Траверсо (биомедицинский инженер, специализирующийся на пищеварительной системе) в отличие от укола обычной иглой, этот укол не причинит боль, потому как в желудке отсутствуют рецепторы острой боли, при этом они могут передавать некоторые ощущения, например, дискомфорт от вздутия живота или глубокую боль при язве, но эти ощущения «больше связаны с рецепторами растяжения», объясняет Траверсо.
Создать таблетку, которая могла бы гарантированно проколоть стенку желудка, было довольно сложно. После проглатывания маленькое, но тяжелое устройство оседает на дно желудка, при этом, чтобы проколоть стенку желудка под ней, таблетка должна попасть инъекционной стороной вниз. Чтобы это произошло, команда Массачусетского технологического института позаимствовала идею у леопардовой черепахи, которой встать на ноги (если её перевернуло вверх ногами) помогает крутовыпуклый панцирь форма которого обеспечивает переворот правильной стороной вверх. Таким образом, по замыслу учёных, та же самая форма гарантирует, что новая таблетка всегда приземлится в нужном положении. «Смотрите», — говорит Роберт Лангер (инженер-химик из команды Массачусетского технологического института), бросая на стол роботизированную таблетку размером с зерно нута, «Как бы я её ни уронил, она всегда падает одинаково».
Но что заставляет крошечную иглу таблетки высовываться, чтобы выполнять свою работу? По словам Лангера, работа таблетки обеспечивается за счёт применения «сахарного стекла». Твердый и хрупкий, этот материал сдерживает пружину, прикреплённую к игле. В желудке сахар начинает растворяться, и освобождает пружину, которая втыкает иглу в стенку желудка, чтобы ввести лекарство. При этом процесс можно контролировать, регулируя толщину сахара.
В новых экспериментах эти роботизированные таблетки уже успешно доставляли инсулин подопытным свиньям, что может быть особенно актуальным, ведь многие люди с диабетом вынуждены делать себе инъекции каждый день, потому как обычно инсулин нельзя принять в виде таблетки, из-за того, что он расщепляется в желудке.
При этом новая роботизированная таблетка решает эту проблему, вводя инсулин прямо в стенку желудка.
Это совершенно новый способ доставки лекарства, отмечает Бруно Сарменто. Он, как исследователь в области наномедицины заинтересован в таких проектах. «Теперь мы знаем, что роботизированная система может достигать желудка и делать инъекции», — говорит он. При этом Бруно опасается, что новая таблетка может оказаться слишком дорогой для широкого применения. В то же время Лангер уверен в доступности нового способа доставки лекарств, ведь, «когда вы начинаете производить их миллиарды, стоимость сильно падает». Более того, обычные таблетки часто расходуют препарат впустую, ведь он должен пройти через слизистую оболочку желудка, что без помощи иглы может быть очень сложно, при этом потраченное впустую лекарство может оказаться дороже, чем предлагаемое устройство.
Одним из примеров является лекарство, используемое для лечения диабета, оно называется семаглутид. По словам Лангера, когда люди принимают это лекарство в виде таблеток, теряется более 90 процентов препарата, при этом новая роботизированная таблетка гарантирует, что лекарство пройдет через стенку желудка и попадет в кровоток, что в итоге может сэкономить средства.
После успешных испытаний на животных новая роботизированная таблетка готова к следующему этапу — испытаниям на людях. Для этого датская фармацевтическая компания Novo Nordisk (работающая с командой Массачусетского технологического института) уже начала набор добровольцев.
Новый пластырь для доставки лекарства
В то же время французские исследователи разрабатывают другую технологию, которая позволит полностью исключить применение игл для инъекций. По их задумке новый пластырь, наложенный на полость рта, будет доставлять лекарство через внутреннюю поверхность щеки.
«Безыгольные инъекции… это своего рода святой Грааль», — говорит Каролина Дземидович. Она не участвовала в создании нового пластыря, но её работа в Университетском колледже Лондона посвящена таким новым материалам. Дземидович отмечает, что наполненные лекарствами пластыри существуют уже несколько десятилетий, при этом новый пластырь отличается тем, что вместо того, чтобы наклеивать его на руку, он предназначен для скользкой, покрытой слизью оболочки рта, что позволяет лекарствам из него быстро попадать в кровоток.
Фото: sciencenewsforstudents.org
Сабина Шунериц — химик-аналитик и соавтор этих крошечных пластырей. Она работает в Университете Лилля во Франции. Её команда тоже тестировала новые пластыри как способ доставки инсулина. Как и команда Массачусетского технологического института, они испытывали свою разработку на свиньях, а позже и на коровах. Животные хорошо усваивали препарат, который снижал уровень сахара в их крови, как и предполагалось.
В другом исследовании учёные даже поместили «пустые» пластыри в полость рта шести добровольцев, а за тем узнали что о них думают люди.
Как ни странно, но никто не посчитал пластыри неудобными. При этом наличие пластыря не повлияло на способность добровольцев говорить или есть.
Стоит отметить, что в своём исследовании учёные использовали лазер, чтобы пластырь начал высвобождать лекарство. Учёные предполагают, что для домашнего использования будет создано устройство похожее на леденец на палочке, при этом на конце этого устройства будет находится лазер. Таким образом, когда вы будете готовы активировать пластырь, необходимо будет положить это устройство в рот и активировать один или несколько пластырей, чтобы принять предписанную дозу препарата.
По словам учёных, несвязанных с проведенными исследованиями, применение такого пластыря это очень элегантное решение, однако они видят определённое ограничение в том, что такой подход, вероятно, не сможет обеспечить доставку достаточного количества инсулина, потому новый пластырь может лучше подойти для других лекарств, которые назначаются в более низких дозах. При этом они надеются, что такие инновации, однажды позволят большему числу людей охотно принимать необходимые им лекарства.