Ультразвук повысит эффективность трансдермальных инъекций

Используя ультразвуковые волны, ученые повышают проходимость кожи для лекарственных препаратов.

Так исследователи из Массачусетского технологического университета сделали трансдермальную поставку лекарств более эффективной. Эта технология предлагает путь к неинвазивной поставке лекарств или к прививкам без игл, пояснили ученые.

«Разработка может использоваться для актуальных препаратов, таких как стероиды — кортизол, к примеру, системных препаратов и белков, таких как инсулин, а также антигенов для инъекций и многих других вещей», сказал аспирант Карл Шолхаммер.

Ультразвук — звуковые волны с частотой выше верхнего предела слышимости человеком — может усилить проходимость кожи, слегка стерев основной слой кожи без причинения боли.

В издании Journal of Controlled Release ученые описали, как применение двух отдельных ультразвуковых волн — низкочастотной и высокочастотной — способно однородно усилить проходимость области кожи быстрее, чем использование одной волны.

Две частоты лучше одной

Когда ультразвуковые волны проходят через жидкость, они создают крошечные пузырьки, которые хаотично перемещаются. Как только пузыри достигают определенного размера, они становятся нестабильными и интегрируются. Окружающая жидкость устремляется в пустоту, производя микропотоки, формирующие микроскопическое трение на коже. В данном случае жидкость может быть либо водой, либо содержащей требуемый препарат жидкостью.

В последние годы ученые, работающие над совершенствованием трансдермальной поставки препаратов, сосредоточились на низкочастотном ультразвуке, поскольку у высокочастотных волн нет достаточного объема энергии, чтобы сформировать пузырьки. Однако такие системы обычно производят трение в случайных точках на коже.

В новом исследовании научная группа установила, что комбинирование высокочастотных и низкочастотных волн приводит к лучшим результатам. Высокочастотные ультразвуковые волны также ограничивают боковое движение пузырей, удерживая их в желаемой области и создавая более однородное трение, сказал Шолхаммер.

„Это весьма инновационный способ улучшения технологии для увеличения объема поставляемого препарата через кожу и расширения типов лекарств, которые можно поставить этим путем“, добавил профессор Самир Митраготри из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

Исследователи протестировали новый подход на свиной коже и установили, что он намного повышает проходимость по сравнению с одночастотной системой. Сначала они воздействовали на кожу ультразвуком, а затем применили глюкозу или инулин (углевод). Глюкоза была поглощена в 10 раз быстрей, а инулин — в 4 раза. „Мы полагаем, что сможем еще более увеличить поставку препарата, настроив некоторые другие моменты“, сказал Шолхаммер.

Неинвазивная поставка препаратов

Подобная система может использоваться для поставки любого типа лекарств, которые сегодня принимаются в капсулах, потенциально увеличив контролируемую дозировку. Также она может использоваться для поставки лекарств от кожных заболеваний, таких как акне или псориаз, или для увеличения активности трансдермальных пластырей, например, никотинового.

Ультразвуковая трансдермальная поставка препарата способна также предложить неинвазивные методы для диабетиков. Эффект ультразвуковой обработки кожи может длиться 24 часа, учитывая растянутую по времени поставку инсулина.

Такие устройства также потенциально смогут управлять вакцинами. Уже было доказано, что кожные инъекции могут стимулировать тип иммунной реакции, необходимой для иммунизации, а потому иммунизация с помощью кожного пластыря может стать безболезненным способом поставки вакцины. Это особенно выгодно для развивающихся стран, поскольку данный метод не потребует продолжительного обучения.

Ученые уже работают над переносным образцом ультразвукового устройства, а также над методами повышения проходимости кожи. Прежде чем будут инициированы тесты на человеке, необходимо провести испытания на животных. Ранее Американское управление по контролю за продуктами и лекарствами уже одобрило одночастотное ультразвуковое устройство, а потому ученые надеются, что улучшенная система без проблем пройдет испытания на безопасность.

Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения США.

17.09.2012