Новая эра трансдермальных лекарств: ученые представили метод прививок без уколов

Ученые Рутгерского университета разработали высокоточный метод создания покрытий из биологически активных материалов для различных медицинских препаратов. По словам исследователей, такой метод может открыть дорогу к новой эре трансдермальных лекарств, включая прививки без уколов.

В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, исследователи описали новый подход к электрораспылению — промышленному процессу нанесения покрытий методом распыления. По сути, ученые из Рутгерса разработали способ более эффективного контроля целевой области в зоне распыления, а также электрических свойств осаждаемых микроскопических частиц. Более четкое управление этими двумя свойствами означает, что большее количество распыляемых частиц попадет в микроскопическую цель.

При электрораспылительном осаждении производители прикладывают высокое напряжение к текучей жидкости, например, к биофармацевтическому препарату, преобразуя ее в мелкие частицы. Каждая из этих капель испаряется по мере продвижения к цели, образуя твердый осадок из исходного раствора.

Хотя многие считают электрораспылительное осаждение эффективным методом, его применение обычно не работает для целей, которые меньше распыляемого вещества, например, для массивов микроигл в трансдермальных пластырях, — говорит Джонатан Сингер, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники инженерной школы Рутгерса и один из авторов исследования.

Существующие методы позволяют достичь эффективности лишь около 40%. Однако благодаря разработанным нами передовым инженерным технологиям мы можем добиться эффективности, статистически неотличимой от 100%.

Покрытия приобретают все большее значение для различных медицинских применений. Они используются на медицинских устройствах, имплантируемых в организм, таких как стенты, дефибрилляторы и кардиостимуляторы. Кроме того, они начинают все чаще использоваться в новых продуктах, использующих биологические вещества, таких как трансдермальные пластыри.

Производство современных биологических или «биоактивных» материалов, таких как лекарства и вакцины, может быть дорогостоящим, особенно если часть материала пропадает зря, что может существенно ограничить возможность получения пациентом того или иного лечения.

Мы хотели оценить, можно ли превратить электрораспыление, которое является хорошо зарекомендовавшим себя методом аналитической химии, в эффективный подход к созданию биомедицинских активных покрытий, — поясняет Сингер.

По словам исследователей, повышение эффективности может стать ключом к тому, чтобы сделать электрораспылительное осаждение более привлекательным для производства медицинских устройств с использованием биоактивных материалов.

Возможность осаждения со 100%-ной эффективностью означает, что ни один материал не будет потрачен впустую, что позволит покрывать таким образом устройства или вакцины, — сказала Сара Парк, докторант кафедры материаловедения и инженерии, первый автор статьи.

Мы ожидаем, что будущие работы позволят расширить спектр совместимых материалов и увеличить скорость доставки материала при использовании этого высокоэффективного подхода.

Кроме того, в отличие от других методов нанесения покрытий, используемых в производстве, таких как окунание и струйная печать, новый метод электроэрозионного осаждения характеризуется как «дальнобойный», то есть не требует высокоточного позиционирования источника распыления, отметили исследователи. В результате оборудование, необходимое для массового производства, будет более доступным и простым в проектировании.

18.08.2023