"Шелковые" уколы безболезненны и эффективны

Уколы и шелк – что может быть между ними общего? Но биоинженеры из американского Университета Тафтса (Tufts University) разработали новые систему микроигл, в основе которых лежит не что иное как шелк. Эти иглы способны доставлять точное количество лекарства через определенное время, без необходимости охлаждения. Крошечные иглы изготовливаются, хранятся и транспортируются в естественных условиях — при комнатной температуре и атмосферном давлении. Кроме того, они биоразлагаемы и совместимы с живыми тканями.

Исследователи с успехом продемонстрировали способность шелковых микроигл доставлять лекарство (в экспериментах использовалась пероксидаза хрена - фермент, выделенный из хрена, широко применяющийся в молекулярно-биологических методиках для усиления слабого сигнала до уровня, необходимого для детекции)в нужных объемах для поддержания биоактивности. Кроме этого, шелковые микроиглы, погруженные в тетрацеклин, замедляли размножение бактерий Золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), демонстрируя тем самым потенциал микроигл по предотвращению местных инфекций.

Устройство представляет собой пластину с миниатюрными иголочками, которая крепится к коже как медицинская повязка и постепенно выпускает в организм препарат. Большим плюсом, в отличие от традиционных игл, является безболезненность этой процедуры. Дилемма уколов возникла не вчера. Далеко не все лекарства можно употреблять внутрь, в силу своих особенностей они просто не выживут в нашем ЖКТ. Подкожные инъекции причиняют неприятные ощущения, а некоторые пациенты испытывают настоящий страх перед уколами. Кроме того, традиционные шприцы не подразумевают постепенного высвобождения лекарства.

Исследователи во главе с профессором Фиоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto) полагают, что новая технология может быть применима в других смежных биологических областях. Они соорудили алюминиевую заготовку в виде пластины, усеянную микроиглами 0,5 мм в высоту и 10 мкм в диаметре кончика. Затем с помощью эластомера полидиметилсилоксана (ПДМС) изготовили форму для отливки микроигольчатого устройства. В неё залили раствор, содержащий протеин шёлка и медицинский препарат.

После застывания раствора иголочки были обработаны водяным паром и несколько раз подверглись температурной и механической обработке. По словам авторов, путем комбинации этих действий, а также перестроением структуры протеина шёлка, можно «запрограммировать» свойства иголок — например, время высвобождения лекарства.

Статья, посвященная новой разработке, опубликована в журнале Advanced Functional Materials.