Один укол крихітних кристалів забезпечує протизаплідну дію до 2 років

Інженери Массачусетського технологічного інституту розробили новий спосіб доставки деяких ліків у великих дозах і з меншим болем, у разы введення їх у вигляді суспензії крихітних кристалів. Потрапляючи під шкіру, кристали збираються в лікарське «депо», яке може зберігатися місяцями або роками, позбавляючи від необхідності частих ін’єкцій.

Такий підхід може виявитися корисним для доставки контрацептивів тривалої дії або інших ліків, які необхідно приймати протягом тривалого часу. Оскільки ліки перед ін’єкцією розсіюються в суспензії, їх можна вводити через крихітну голку, що легше переноситься пацієнтами.

«Ми показали, що можемо забезпечити дуже контрольовану, стійку доставку через маленьку голку, здатну діяти протягом декількох місяців і навіть років».

Giovanni Traverso (Джованні Траверсо), доцент кафедри машинобудування Массачусетського технологічного інституту, гастроентеролог із лікарні Брігама і Жінок (BWH), член-кореспондент Broad Institute і старший автор дослідження

Цей проєкт було розпочато в рамках програми, що фінансується Фондом Гейтса і спрямована на розширення можливостей контрацепції, особливо в країнах, що розвиваються.

«Головна мета — надати жінкам доступ до багатьох різних форматів контрацептивів, які легко застосовувати, які сумісні з використанням у країнах, що розвиваються, і які мають різні терміни дії, — кажуть дослыдники. — У нашому конкретному проєкті нам було цікаво спробувати об’єднати переваги імплантатів тривалої дії з простотою самостійного введення ін’єкційних препаратів».

У США та інших країнах продаються ін’єкційні суспензії, але ці препарати після введення розсіюються в тканинах, тож діють лише протягом трьох місяців. Було розроблено й інші ін’єкційні препарати, здатні утворювати триваліші депо під шкірою, але вони зазвичай потребують додавання осаджувальних полімерів, які можуть становити від 23 до 98 відсотків розчину за масою, що може ускладнити введення препарату.

Фахівці Массачусетського технологічного інституту хотіли створити препарат, який можна було б вводити через голку малого калібру і який діяв би щонайменше шість місяців і щонайбільше два роки. Вони почали працювати з протизаплідним препаратом під назвою левоноргестрел — гідрофобною молекулою, яка може утворювати кристали. Команда виявила, що якщо суспендувати ці кристали в певному органічному розчиннику, то після ін’єкції вони збираються в дуже компактний імплантат. Оскільки для формування такого депо не було потрібно великої кількості полімеру, лікарський препарат можна було легко вводити через вузьку голку.

Розчинник, бензилбензоат, є біосумісним і раніше використовувався як добавка до ін’єкційних препаратів. Команда виявила, що слабка здатність розчинника змішуватися з біологічними рідинами дозволяє твердим кристалам ліків самозбиратися в депо під шкірою після ін’єкції.

«Розчинник дуже важливий, тому що він дозволяє вводити рідину через маленьку голку, а після введення кристали самостійно формують лікарське депо», — каже Траверсо.

Змінюючи щільність депо, дослідники можуть регулювати швидкість вивільнення молекул ліків в організмі. У цьому дослідженні вчені показали, що можуть змінювати щільність шляхом додавання невеликої кількості полімеру, такого як полікапролактон, поліестер, що біорозкладається.

Це демонструє настроюваність системи, яка може бути розроблена для задоволення ширшого спектра потреб у контрацептивах, а також індивідуальних режимів дозування для інших терапевтичних застосувань.

Дослідники перевірили свій підхід, вводячи лікарський розчин підшкірно щурам, і показали, що депо для ліків можуть залишатися стабільними і поступово вивільняти ліки протягом трьох місяців. Після закінчення тримісячного дослідження в депо залишилося близько 85 відсотків препарату, що дозволяє припустити, що вони можуть продовжувати вивільняти ліки протягом набагато тривалішого періоду часу.

Після формування депо ліки досить компактні, щоб їх можна було витягти хірургічним шляхом, якщо лікування необхідно припинити до повного вивільнення препарату.