Источник: Journal of Controlled Release (2024). DOI: 10.1016/j.jconrel.2024.08.001
Исследователи из Michigan Medicine разработали композитный гидрогель, способный обеспечить устойчивое, стабильное высвобождение лекарств с использованием ультразвука в качестве триггера.
Команда, стоящая за этим прорывом, считает, что он может произвести революцию в доставке лекарств для различных медицинских применений, в которых постоянные уровни лекарств имеют решающее значение для оптимальных терапевтических результатов.
Итоговая статья «Акустически реагирующие каркасы: раскрытие кинетики и механизмов высвобождения для устойчивой, стабильной доставки лекарств» опубликована в выпуске Журнала контролируемого высвобождения за октябрь 2024 года.
Композит, называемый акустически реагирующим каркасом, использует матрицу фибринового гидрогеля.
При воздействии ультразвука эмульсия, заключенная в гидрогель, испаряется в пузырьки, высвобождая инкапсулированное лекарство.
Существуют устройства для доставки лекарств, такие как осмотические насосы, которые обеспечивают высвобождение нулевого порядка, т. е. постоянное высвобождение с течением времени.
Однако эти методы часто имеют ограничения, которые может преодолеть этот фибриновый гидрогель.
«Ключевым преимуществом нашей системы является использование фибрина, биосовместимого материала, который естественным образом распадается в организме», — сказал Хайцзюнь Сяо, доктор философии, научный сотрудник Мичиганской медицинской ультразвуковой лаборатории и ведущий автор статьи.
«Это устраняет необходимость хирургического удаления устройства для доставки лекарств после лечения, как это иногда требуется при использовании других имплантируемых систем».
Возможность контролировать ультразвук обеспечивает устойчивое высвобождение нулевого порядка, процесс, позволяющий доставлять постоянный уровень препарата в течение длительного периода времени.
«Такое высвобождение может повысить эффективность лечения и свести к минимуму побочные эффекты, связанные с колебаниями концентрации препарата», — сказал Сяо.
Сяо разработал пошаговые уравнения для конкретного описания многофазного поведения высвобождения акустически реагирующих каркасов, которое включает в себя начальное быстрое высвобождение при активации ультразвуком, за которым следует устойчивая фаза высвобождения нулевого порядка.
Эти уравнения обеспечивают новую основу для проектирования и оптимизации систем доставки лекарств, запускаемых ультразвуком.
Лаборатория ультразвуковой диагностики Мичиганской медицинской школы ранее была пионером в использовании этих каркасов для стимуляции роста кровеносных сосудов.
Применение этой технологии для доставки лекарств дает несколько преимуществ: высвобождение лекарств по требованию, персонализированные схемы лечения и неинвазивная корректировка дозы.
«Наличие математической модели, которая точно описывает процесс высвобождения из ARS, имеет решающее значение для окончательной персонализации лечения», — сказал Марио Л. Фабиилли, доктор философии, главный исследователь в Лаборатории ультразвуковой диагностики и старший автор статьи.
«В будущем эти уравнения позволят нам точно настраивать дозу препарата неинвазивным способом в соответствии с индивидуальными потребностями пациента».
В настоящее время исследовательская группа изучает разработку акустически реагирующих каркасов, способных последовательно доставлять несколько факторов роста, что потенциально создает возможность для более сложных приложений тканевой инженерии и регенеративной медицины.
Дополнительная информация: Хайцзюнь Сяо и др., Акустически реагирующие каркасы: раскрытие кинетики высвобождения и механизмов для устойчивой, стабильной доставки лекарств, Журнал контролируемого высвобождения (2024). DOI: 10.1016/j.jconrel.2024.08.001
Информация о журнале: Журнал контролируемого высвобождения Предоставлено Мичиганским университетом
