Мікродвигуни з антибіотиками вперше використовували для лікування мишей

Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго провели успішні випробування мікродвигунів для захисту і вивільнення ліків у шлунку. На відміну від попередньої роботи, цього разу вчені вперше провели випробування доставки справжніх ліків, а не флуоресцентного барвника. Ефективність застосування антибіотика виявилася такою ж високою, як і при прийомі ліків без мікродвигунів, але при цьому в парі з ліками не потрібно використовувати інгібітори протонного насоса, що володіють побічними ефектами при тривалому застосуванні. Дослідження опубліковано в журналі.

Незважаючи на те, що кисле середовище шлунка необхідне для нормального функціонування травлення, воно ускладнює прийом багатьох лікарських препаратів. Для ліків, які всмоктуються в кишківнику застосовують спеціальні оболонки, але якщо необхідно лікувати різні захворювання і виразки безпосередньо в шлунку, такі оболонки не підходять. Для нейтралізації кислого середовища використовуються інгібітори протонного насоса, які на час призупиняють або зменшують вироблення шлункового соку, проте тривале застосування таких інгібіторів може викликати ряд побічних ефектів.

Американські дослідники вирішили знайти більш безпечний метод, що не викликає серйозних побічних ефектів. Для цього вони розробили мікродвигуни - сфери розміром близько 20 мікрометрів, ядро яких виготовлено з магнію, що реагує з кислотою. Потім на це ядро наносяться кілька інших шарів: діоксид титану для захисту магнію, потім шар ліків, змішаний з полімером, чутливим до рівня кислотності, а на нього нанесено шар хітозану, який дозволяє мікромоторам прилипати до стінок шлунка. Процес нанесення влаштований таким чином, що всі ці шари наносяться на частинки зверху, що лежать на підкладці, а знизу залишається непокритий магній. Коли такий мікромотор потрапляє в шлунок, цей магній починає реагувати з кислотою і виділяти водень. Цей потік газу створює реактивну силу, завдяки якій мікромотори рухаються протягом декількох хвилин. Через реакцію кислоти з магнієм pH у шлунку підвищується до рівня, при якому ліки вже не нейтралізуються шлунковим соком, після чого кислоточутливий полімер вивільняє антибіотик.

У попередній роботі дослідники вже проводили випробування їх розробці на мишах, але тоді вони використовували замість ліків флуоресцентний барвник. Цього разу вчені провели повноцінне тестування технології, і нанесли на мікромотори антибіотик кларитроміцин. Ці мікромотори протягом п'яти днів вводилися мишам, інфікованим бактеріями. Такий же антибіотик вводився контрольній групі мишей разом з інгібітором протонного насоса.

З'ясувалося, що різниця між ефективністю цих методів статистично не значима. Але в той же час, мікромотори можна застосовувати без викликають серйозні побічні ефекти інгібіторів протонного насоса. Протягом доби pH у шлунку повернувся до нормального значення. Також вчені відзначають, що ці мікромотори виконані практично повністю з біодеградовані матеріалів, які розчиняються в шлунку і виводяться, не залишаючи небезпечних речовин.

Багато вчених розробляють різні мініатюрні пристрої для медичних застосувань. Китайські вчені розробили мікророботів для переміщення по кровоносних судинах, а інша група вчених розробила мікророботів для маніпуляцій одиночними клітинами.