​Международная группа ученых под руководством исследователя Сколтеха разработала метод изготовления микрокапсул из биоразлагаемого полимера, высокая эффективность которых достигается за счет необычного дизайна по принципу традиционных русских пельменей. Две статьи по результатам исследования опубликованы в журналах Materials and Design и ACS Applied Materials and Interfaces
 
Разработанные учеными микроскопические капсулы можно использовать для различных целей, однако самым эффективным оказалось их применение для адресной доставки лекарственных препаратов и других биоактивных соединений. Для обеспечения оптимальной работы капсул и получения необходимой формы необходима высокая точность при их проектировании и изготовлении. Кроме того, ученые установили, что несферические капсулы по ряду характеристик эффективнее сферических.  

 
«У несферических капсул высвобождение препарата может происходить направленно с разрушением одной из сторон капсулы. Также при помощи магнитного излучения можно управлять движением капсул в потоке жидкости. Но главное преимущество этих капсул состоит в том, что биологическим клеткам легче усваивать несферические объекты. Впрочем, этот феномен пока мало изучен», − рассказывает ведущий автор статей, профессор Сколтеха и Лондонского Университета Королевы Марии Глеб Сухоруков. 

 
В статьях Глеб Сухоруков и его коллеги описывают способ изготовления капсул микронного размера пирамидальной, прямоугольной и торпедообразной формы при помощи легкой литографии. Суть этого метода состоит в том, что сначала на шаблон с микро-структурированным рельефом наносится полимер, а затем активное вещество, например, лекарственный препарат. Сверху наносится еще один герметичный слой полимера. Таким образом, содержимое оказывается зажатым между двумя слоями. Затем капсулы печатают путем вдавливания на желатине, после чего желатин растворяют в воде и извлекают из раствора готовые капсулы. 

 
«Наш метод основан на том же принципе, что и процесс изготовления пельменей или вареников, только вместо мяса, творога, ягод или картошки мы используем другую «начинку», например, белки или другие биологически активные вещества, причем делаем это на уровне микроструктуры», − поясняет Глеб Сухоруков. 

 
В первой статье описаны два метода, основанные на использовании многослойного полиэлектролита и полимолочной кислоты. С помощью этого метода ученые получили капсулы торпедообразной формы длиной семь микрометров, которые обладали большой вместимостью и способностью удерживать гидрофильные молекулы, а также хорошо усваивались клетками, не вызывая токсического эффекта. 

 
«Предлагаемый метод позволяет доставлять в клетки самые разные активные вещества, независимо от их растворимости и молекулярной массы», − отмечается в статье. 

 
Во второй статье представлены капсулы пирамидальной и прямоугольной формы из полимолочной кислоты с размерами около 1 и 11 микрометров, соответственно. При использовании капсул для доставки вещества в клетку и/или хранения вещества в ожидании последующего контролируемого высвобождения эти капсулы в течение нескольких дней достаточно стабильно удерживали помещенные внутрь небольшие водорастворимые молекулы. 

 
«До сих пор для создания капсул мы использовали полимолочную кислоту. Теперь мы планируем проверить наш метод на других полимерах, которые могут разрушаться при высвобождении вещества только при определенных условиях, таких как температура, наличие ферментов, уровень pH и других», − отмечает Глеб Сухоруков. 

 
Исследование проводилось с участием специалистов Национального исследовательского Томского политехнического университета, Университета Генуи (Италия), Научно-технического университета AGH (Польша), Сингапурского институт инноваций в пищевой промышленности и биотехнологиях и Института материаловедения и инжиниринга, THALES Research & Technology и Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН. 

 
 
Фото: Ученые создали микрокапсулы-«пельмени» для адресной доставки лекарств / ©Getty images

Похожие новости

  • 16/04/2021

    Томский врач: первая в РФ пациентка с лицом из нанокерамики – в норме

    ​Пациентка, которой в 2017 году впервые в РФ взамен удаленной части верхней челюсти хирурги установили протез из пористой нанокерамики, чувствует себя нормально; на сегодняшний день выполнено 15 подобных операций, 14 из них – в томском НИИ онкологии, сообщил РИА Томск директор НИИ Евгений Чойнзонов.
    399
  • 09/12/2020

    Учёные испытали новые материалы с наночастицами для защитных масок

    Ученые ТГУ, ИФПМ СО РАН и ИХТЦ разработали новые материалы с бактерицидным и вирулицидным эффектом, которые могут применяться для создания различных изделий медицинского назначения, в том числе защитных масок и медицинской одежды.
    865
  • 27/08/2018

    Институты СО РАН помогут ООО «СИБУР» разрабатывать биоразлагаемые пластики

    ​На VI Международном форуме технологического развития и выставке "Технопром-2018" состоялось подписание соглашений о сотрудничестве между нефтехимической компанией ООО "СИБУР" и двумя новосибирскими научно-исследовательскими организациями: Новосибирским институтом органической химии им.
    1602
  • 28/10/2020

    Российские ученые нашли экологически чистую замену углю

    Улучшить свойства доступных видов биотоплива смогли ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По словам авторов, им удалось получить из торфа и отрубей экологически чистое топливо, не уступающее по эффективности бурому углю.
    1098
  • 03/11/2016

    Нобелевский лауреат разработал антибиотик, который не вызывает привыкания

    ​Международная группа ученых под руководством нобелевского лауреата Дана Шехтмана разработала новый вид антибиотика, не вызывающий устойчивость к нему организма.Исследования проводили ученые из России, Израиля, Германии, США и Словении, рассказал директор института физики прочности и материаловедения СО РАН Сергей Псахье в ходе медицинского конгресса в Томске.
    1644
  • 04/09/2017

    Томские ученые разработали новую программу «Медицина будущего»

    ​Ученые ТГУ и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработают новую комплексную программу для технологической платформы "Медицина будущего". Такое решение было принято на форуме "Армия-2017", в рамках которого прошел круглый стол об аддитивных технологиях в медицине.
    3102
  • 08/04/2021

    Ученые Красноярского научного центра СО РАН расскажут школьникам про профессии будущего и первые шаги в науку

    Краевой фонд науки подвел итоги конкурса по организации проведения мероприятий по профессиональной ориентации молодежи. Два проекта ученых КНЦ СО РАН, нацеленных на привлечение школьников в науку, получили поддержку фонда.
    349
  • 13/06/2018

    Ученые создали метод, позволяющий отслеживать развитие мозга плода в утробе матери

    Ученые из Международного томографического центра СО РАН, Томского государственного университета и Университета Вашингтона (США) разработали способ, позволяющий внутриутробно определять степень миелинизации головного мозга плода на самых начальных этапах.
    2110
  • 29/08/2016

    В Новосибирске будут производить шагающие экзоскелеты для инвалидов

    ​Заместитель генерального директора по инновационному развитию "Инновационного медико-технологического центра" (Новосибирского медтехнопарка) Анатолий Аронов на круглом столе в рамках форума "Новосибирск- город безграничных возможностей" рассказал, что будут производить резиденты второй очереди медицинского промышленного парка.
    3972
  • 26/02/2020

    Сибирские ученые разработали препарат для лечения гриппа с удвоенным противовирусным эффектом

    ​Группа исследователей, в которую вошли сотрудники ТГУ, ИПХЭТ СО РАН (Бийск) и НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга ТНИМЦ, разработала новую технологию синтеза фармацевтической субстанции осельтамивира этоксисукцината и получила препарат с удвоенным противовирусным эффектом.
    1577