Ультразвук избавит от уколов: ученые открыли будущее
Кожа — привлекательный и многообещающий путь для доставки лекарств, так как она позволяет лекарствам поступать непосредственно туда, где они необходимы. Однако доставка лекарств через кожу затруднена, потому что жесткий внешний слой препятствует прохождению малых молекул. В надежде найти решение проблемы ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разработали пластырь, который воздействует на кожу безболезненными ультразвуковыми волнами, создавая крошечные каналы, через которые могут проходить необходимые молекулы.
Технологии будущего
Исследователи говорят, что новый подход может быть использован для лечения различных кожных заболеваний и адаптирован для доставки гормонов, миорелаксантов и других медикаментов. «Простота использования обеспечивают революционную альтернативу для пациентов, страдающих кожными заболеваниями и преждевременным старением кожи», — говорит Канан Дагдевирен, доцент Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института и старший автор исследования. «Доставка лекарств новым образом может обеспечить меньшую токсичность и является более локальной, удобной и контролируемой».
Ученые начали проект как исследование альтернативных способов доставки лекарств. Большинство медикаментов доставляется перорально или внутривенно, но через кожу можно обеспечить гораздо более целенаправленную доставку лекарств. «Основное преимущество кожи заключается в том, что вы обходите весь желудочно-кишечный тракт. При пероральной доставке вы должны вводить гораздо большую дозу, чтобы компенсировать потери, которые могут возникнуть в желудочной системе», — пишут специалисты. При этом воздействие ультразвука повышает проницаемость кожи для низкомолекулярных лекарств, но большинство существующих методов доставки таких медикаментов требуют громоздкого оборудования.
- Разработанное устройство состоит из пластыря, в который встроены несколько дискообразных пьезоэлектрических преобразователей, которые могут перерабатывать электрические токи в механическую энергию. Каждый диск встроен в полимерную полость, содержащую молекулы лекарства в жидком растворе.
- Когда электрический ток подается на пьезоэлектрические элементы, они генерируют волны давления в жидкости, создавая пузырьки, которые лопаются на коже.
- Эти лопающиеся пузырьки создают микроструи жидкости, которые могут проникать через жесткий внешний слой кожи, — роговой слой.
Необычный пластырь с лекарствами
«Это открывает двери использования вибраций для улучшения доставки лекарств. С помощью нового набора инструментов можно улучшить как механические, так и биологические аспекты доставки медикаментов», — отмечают ученые. Пластырь изготовлен из PDMS, — полимера на основе силикона, который может прилипать к коже без использования ленты.
В исследовании ученые протестировали устройство, доставив витамин B, — ниацинамид, — ингредиент многих солнцезащитных и увлажняющих средств. В тестах с использованием кожи свиньи исследователи показали, что при доставке ниацинамида с помощью ультразвукового пластыря количество препарата, проникшего через кожу, было в 26 раз больше, чем количество, которое могло бы пройти через кожу без помощи ультразвука.
Исследователи также сравнили результаты нового устройства с микронидлингом, методом, который иногда используется для трансдермальной доставки лекарств и включает в себя прокалывание кожи миниатюрными иглами. Обнаружено: «умный» пластырь способен доставить такое же количество ниацинамида за 30 минут, какое можно было бы доставить с помощью микроигл в течение шести часов.