Елена Шишмакова:
В нашей лаборатории мы занимаемся созданием многофункциональных частиц-контейнеров из кремнезема, применяющихся для капсулирования и адресной доставки лекарственных препаратов.
Адресная доставка лекарств — одна из наиболее успешно и быстро развивающихся областей современной медицинской технологии. Большинство биологически активных соединений и лекарственных препаратов обладают низкой растворимостью в воде, т.е. низкой биодоступностью, что приводит к значительному снижению эффективности их действия. Капсулирование лекарственных препаратов в частицы-контейнеры позволяет в десятки раз улучшить их биодоступность, и, следовательно, — эффективность. Использование частиц-контейнеров позволяет реализовывать процессы адресной доставки и контролируемого высвобождения лекарства из частиц непосредственно в патогенную область. Капсулирование также снижает риск возникновения неблагоприятных побочных эффектов. В нашей лаборатории мы работаем с мезопористыми частицами-контейнерами из кремнезема. Такие частицы-контейнеры обладают целым рядом полезных качеств, среди которых низкая токсичность, высокая удельная поверхность и упорядоченная система пор.
В своем докладе на конференции я рассказывала о новом способе формирования и загрузки частиц-контейнеров, который был предложен в нашей лаборатории. Традиционным способом создания мезопористых частиц-контейнеров является золь-гель синтез на темплате из мицелл поверхностно-активных веществ, которые выполняют только структурообразующую функцию и впоследствии удаляются из сформированных частиц-контейнеров, после чего происходит загрузка лекарства в их поры. Основной проблемой при таком способе синтеза является низкая емкость контейнеров по целевому препарату.
В нашей лаборатории придумали новый способ получения кремнеземных частиц-контейнеров, при котором мицеллы лекарственного препарата являются темплатом, благодаря чему синтез и загрузка лекарством происходят одновременно. При этом емкость частиц-контейнеров по целевому препарату значительно повышается, и появляется возможность контролировать скорость выхода лекарства из частиц.
В качестве темплата в одностадийном синтезе частиц-контейнеров мы использовали мицеллы дифильного антисептика мирамистина. Также мы проводили синтез на гибридном темплате, который представляет собой мицеллы мирамистина с солюбилизированным гидрофобным биологически активным соединением куркумином. Солюбилизация куркумина в мицеллах поверхностно-активного вещества (например, мирамистина) является одним из наиболее эффективных и простых способов повышения его растворимости в воде, а, значит, и биодоступности. В дальнейшем планируется исследовать ряд других гидрофобных лекарственных препаратов. Использование гибридных темплатов позволяет создавать многофункциональные мезопористые частицы-контейнеры, которые содержат два и более биологически активных соединения.
Помимо адресной доставки лекарства к пораженному участку, для эффективного лечения важна возможность контролировать скорость его высвобождения: в одних случаях необходимо пролонгированное высвобождение действующего вещества (например, при использовании перевязочных материалов), в других - побороть заболевание можно единовременным поступлением высокой дозы лекарства. Поэтому мы исследуем, каким образом можно повлиять на скорость выхода препаратов из контейнера. В работе было показано, что скорость этого процесса увеличивается при понижении pH дисперсионной среды.
Условия синтеза частиц-контейнеров определяют их морфологические особенности, что в свою очередь оказывает влияние на скорость высвобождения лекарств. Мы показали, что модификация поверхности частиц биосовместимым полимером полидопамином позволяет более тонко управлять этим процессом. Дополнительные возможности открываются за счет способности полидопамина поглощать излучение ближнего ИК-диапазона.
Предложенный нами подход позволяет получать многофункциональные мезопористые частицы-контейнеры с регулируемыми структурой, емкостью и скоростью разгрузки. Такие многофункциональные частицы-контейнеры могут быть использованы для создания новых лекарственных форм куркумина, обеспечивающих его высокую растворимость в воде, направленную доставку и контролируемое высвобождение.
Я хочу выразить огромную благодарность моему научному руководителю Ольге Вадимовне Дементьевой за ее неоценимый труд, за поддержку, за помощь во всех вопросах. Также отдельную благодарность хочу выразить нашему дорогому заведующему лабораторией Виктору Моисеевичу Рудому и всем сотрудникам нашей лаборатории!
Материал подготовлен: Ольга Макарова / пресс-служба ИФХЭ РАН
Публикуется в рамках празднования Международного дня аспиранта