Один укол крошечных кристаллов оказывает противозачаточное действие до 2 лет

Инженеры Массачусетского технологического института разработали новый способ доставки некоторых лекарств в больших дозах и с меньшей болью, вводя их в виде суспензии крошечных кристаллов. Попадая под кожу, кристаллы собираются в лекарственное «депо», которое может храниться месяцами или годами, избавляя от необходимости частых инъекций.

Такой подход может оказаться полезным для доставки контрацептивов длительного действия или других лекарств, которые необходимо принимать в течение длительного времени. Поскольку лекарства перед инъекцией рассеиваются в суспензии, их можно вводить через крошечную иглу, что легче переносится пациентами.

«Мы показали, что можем обеспечить очень контролируемую, устойчивую доставку через маленькую иглу, способную действовать в течение нескольких месяцев и даже лет».

Giovanni Traverso (Джованни Траверсо), доцент кафедры машиностроения Массачусетского технологического института, гастроэнтеролог из больницы Бригама и Женщин (BWH), член-корреспондент Broad Institute и старший автор исследования

Этот проект был начат в рамках программы, финансируемой Фондом Гейтса и направленной на расширение возможностей контрацепции, особенно в развивающихся странах.

«Главная цель — предоставить женщинам доступ к множеству различных форматов контрацептивов, которые легко применять, которые совместимы с использованием в развивающихся странах и имеют различные сроки действия, — говорят исследователи. — В нашем конкретном проекте нам было интересно попытаться объединить преимущества имплантатов длительного действия с простотой самостоятельного введения инъекционных препаратов».

В США и других странах продаются инъекционные суспензии, но эти препараты после введения рассеиваются в тканях, поэтому действуют только в течение трех месяцев. Были разработаны и другие инъекционные препараты, способные образовывать более длительные депо под кожей, но они обычно требуют добавления осаждающих полимеров, которые могут составлять от 23 до 98 процентов раствора по весу, что может затруднить введение препарата.

Специалисты Массачусетского технологического института хотели создать препарат, который можно было бы вводить через иглу малого калибра и который действовал бы не менее шести месяцев и не более двух лет. Они начали работать с противозачаточным препаратом под названием левоноргестрел — гидрофобной молекулой, которая может образовывать кристаллы. Команда обнаружила, что если суспендировать эти кристаллы в определенном органическом растворителе, то после инъекции они собираются в очень компактный имплантат. Поскольку для формирования такого депо не требовалось большого количества полимера, лекарственный препарат можно было легко вводить через узкую иглу.

Растворитель, бензилбензоат, является биосовместимым и ранее использовался в качестве добавки к инъекционным препаратам. Команда обнаружила, что слабая способность растворителя смешиваться с биологическими жидкостями позволяет твердым кристаллам лекарств самособираться в депо под кожей после инъекции.

«Растворитель очень важен, потому что он позволяет вводить жидкость через маленькую иглу, а после введения кристаллы самостоятельно формируют лекарственное депо», — говорит Траверсо.

Изменяя плотность депо, исследователи могут регулировать скорость высвобождения молекул лекарства в организме. В данном исследовании ученые показали, что могут изменять плотность путем добавления небольшого количества полимера, такого как поликапролактон, биоразлагаемый полиэстер.

Это демонстрирует настраиваемость системы, которая может быть разработана для удовлетворения более широкого спектра потребностей в контрацептивах, а также индивидуальных режимов дозирования для других терапевтических применений.

Исследователи проверили свой подход, вводя лекарственный раствор подкожно крысам, и показали, что депо для лекарств могут оставаться стабильными и постепенно высвобождать лекарство в течение трех месяцев. После окончания трехмесячного исследования в депо осталось около 85 процентов препарата, что позволяет предположить, что они могут продолжать высвобождать лекарство в течение гораздо более длительного периода времени.

После формирования депо лекарства достаточно компактны, чтобы их можно было извлечь хирургическим путем, если лечение необходимо прекратить до полного высвобождения препарата.