Фруктозу превратили в микропористый материал для доставки лекарств
Российские ученые разработали технологию производства пористых полимеров из недорогого и распространенного сырья — карбида кальция и углеводов, например, фруктозы. В полые микросферы такого полимера можно поместить лекарство, которое высвободится только при определенных условиях, говорят ученые в работе, опубликованной в журнале ChemSusChem.
Помимо совершенствования самих лекарств, ученые разрабатывают и более совершенные средства их доставки, например, точечную доставку к конкретным органам. Они используют материалы или устройства, которые высвобождают лекарство только при определенных условиях. Но обычно такие технологии требуют использования дорогих или редких материалов.
Ученые под руководством Валентина Ананикова (Valentine Ananikov) из Санкт-Петербургского государственного университета научились создавать пористые полимеры, которые могут служить матрицей для других веществ, используя при этом распространенные исходные материалы. В качестве сырья в их методе используются недорогой и распространенный карбид кальция и углеводы, в данном случае ученые использовали фруктозу. Для того, чтобы карбид реагировал только с нужными гидроксильными группами фруктозы, ученые предложили присоединять к остальным гидроксильным группам изопропилиден, который служит защитной группой, не дающей им реагировать на дальнейших стадиях синтеза. После этого полученные модифицированные фруктозы винилируются — к ним присоединяется винильная группа — СН=СН2. Полученные вещества затем используются в качестве мономеров и полимеризуются в единую структуру.
Исследователи синтезировали образцы полимера на основе фруктозы и исследовали их структуру. Они получили два вида структуры: в виде полых микросфер и единую матрицу с полыми сферическими включениями размером около микрометра, напоминающую швейцарский сыр. Ученые предлагают использовать такие сферы в качестве носителей других веществ, которые смогут растворяться и выпускать вещество в присутствии специального растворителя.
В начале 2017 года японские ученые разработали белковые кристаллы, пористая структура которых позволяет удерживать молекулы внутри живых клеток. Они предложили использовать их для внутриклеточной доставки лекарств или ферментов.
Григорий Копиев
Опытные образцы изготовили из молибдена и биополимеров
Немецкие инженеры разработали электроды для профилактической послеоперационнной электростимуляции сердца, которые разлагаются в организме после выполнения своих функций. Изобретение было представлено на выставке MEDICA/COMPAMED 2022. Кардиохирургические операции могут осложняться аритмиями в восстановительном периоде. При высоком риске для их профилактики временно имплантируют электроды для внешнего кардиостимулятора. Подобная практика сопряжена с потенциальными осложнениями в виде врастания металлических конструкций в ткани, произвольной миграции в них и развития инфекций в месте имплантации (последнее угрожает и после извлечения электродов). Для решения этой проблемы сотрудники Фраунгоферовского института производственных технологий и передовых материалов и Дрезденского технического университета запустили проект ReMoTe CarE (Resorbable Molybdenum Temporary Cardiac Electrodes, ресорбируемые молибденовые временные сердечные электроды). Его целью стал принципиально новый подход к профилактике постоперационных аритмий — создание биоразлагаемых электродов, которые не требуют извлечения по окончании критического периода. В качестве проводника для экспериментальных электродов авторы разработки выбрали молибден. Как показали предварительные эксперименты, этот металл обладает всеми необходимыми свойствами: хорошей электропроводностью, высокой механической прочностью, инертностью по отношению к живым тканям (биосовместимостью), отсутствием тромбогенного и воспалительного ответа, а также постепенно и равномерно деградирует в организме с образованием нетоксичных молибдат-анионов (MoO42−). Для изготовления электродов диаметром в несколько сотен микрометров (сопоставимо с самыми толстыми человеческими волосами) использовали множественные молибденовые микрожилы, перевитые между собой. Изоляцию выполняли из однослойного или двуслойного покрытия из биополимеров с заданной скоростью резорбции. В задачи Фраунгоферовского института входят тестирование и оптимизация механических, электрических и биорезорбционных свойств электродов. Дрезденский технический университет должен приступить к доклиническим испытаниям демонстрационных образцов до конца 2022 года. По замыслу разработчиков, профилактика осложнений с помощью биоразлагаемых электродов для кардиостимуляции должна не только улучшить качество жизни, долгосрочные исходы и выживаемость пациентов, но и снизить нагрузку на медицинских специалистов и систему здравоохранения. В 2021 году американские исследователи представили прототип полностью ресорбируемого кардиостимулятора. В экспериментах на крысах и собаках он работал в течение четырех дней, после чего полностью рассасывался. Двумя годами ранее их соотечественники разработали пьезоэлекрический генератор, подпитывающий искусственный водитель ритма от сокращений сердечной мышцы.