Многие из наиболее многообещающих новых фармацевтических препаратов, появляющихся на пути разработки лекарств, являются гидрофобными по своей природе, то есть они отталкивают воду и, следовательно, их трудно растворить, чтобы сделать их доступными для организма. Но теперь исследователи из Массачусетского технологического института нашли более эффективный способ обработки и доставки этих лекарств, который может сделать их гораздо более эффективными.
О новом методе, который предполагает первоначальную обработку лекарств в жидком растворе , а не в твердой форме , сообщается в статье в журнале Advanced Healthcare Materials , написанной аспирантом Массачусетского технологического института Лукасом Аттиа, недавним выпускником Лян-Сюнь Ченом, доктором философии. и профессор химического машиностроения Патрик Дойл.
«В настоящее время большая часть обработки лекарств осуществляется в виде длинной серии последовательных этапов», — объясняет Дойл. «Мы думаем, что сможем оптимизировать процесс, а также получать более качественные продукты, объединив эти шаги и используя наше понимание процессов мягкой материи и самосборки», — говорит он.
Аттиа добавляет, что «многие низкомолекулярные активные ингредиенты гидрофобны, поэтому им не нравится находиться в воде, и они очень плохо растворяются в воде, что приводит к их плохой биодоступности». Пероральный прием таких препаратов, который пациенты предпочитают инъекциям, представляет собой реальную проблему с попаданием материала в кровоток пациента. По его словам, до 90% потенциальных молекул лекарств, разрабатываемых фармацевтическими компаниями, на самом деле гидрофобны, «поэтому это относится к большому классу потенциальных молекул лекарств».
Еще одно преимущество нового процесса, по его словам, заключается в том, что он должен упростить объединение нескольких разных лекарств в одной таблетке. «При различных типах заболеваний, когда вы принимаете несколько лекарств одновременно, этот вид продукта может быть очень важен для улучшения соблюдения пациентами режима лечения», — добавляет он — необходимость принимать только одну таблетку вместо горстки делает это гораздо более вероятным. что пациенты будут продолжать принимать лекарства. «На самом деле это большая проблема с этими хроническими заболеваниями, когда пациенты принимают очень сложные режимы приема таблеток, поэтому было доказано, что комбинированные продукты очень помогают».
Одним из ключей к новому процессу является использование гидрогеля — своего рода губчатого гелевого материала, который может удерживать воду и удерживать молекулы на месте. Существующие способы повышения биодоступности гидрофобных материалов включают механическое измельчение кристаллов до меньшего размера, что облегчает их растворение, но этот процесс увеличивает время и затраты на производственный процесс, обеспечивает мало контроля над распределением частиц по размерам и может на самом деле повреждают некоторые более деликатные молекулы лекарства.
Вместо этого новый процесс включает растворение лекарства в растворе-носителе, а затем создание крошечных нанокапель этого носителя, диспергированных в растворе полимера — материала, называемого наноэмульсией. Затем эту наноэмульсию выдавливают через шприц и превращают в гидрогель. Гидрогель удерживает капли на месте, пока носитель испаряется, оставляя после себя нанокристаллы лекарства. Такой подход позволяет точно контролировать конечный размер кристаллов.
Гидрогель, удерживая капли на месте во время высыхания, предотвращает их простое слияние с образованием комковатых скоплений разного размера. Без гидрогеля капли сливались бы случайным образом, и «получился бы беспорядок», — говорит Дойл. Вместо этого новый процесс оставляет партию идеально однородных наночастиц. «Наша группа изобрела совершенно уникальный, новый способ проведения такого рода кристаллизации и сохранения наноразмера», — говорит он.
Новый процесс представляет собой упаковку, состоящую из двух частей: ядро, содержащее активные молекулы, окруженное оболочкой, также изготовленной из гидрогеля, которая может контролировать время между приемом таблетки и высвобождением ее содержимого в организм.
«Мы показали, что можем получить очень точный контроль над высвобождением лекарства, как с точки зрения задержки, так и скорости», — говорит Дойл, профессор химической инженерии Роберта Т. Хаслама и сингапурский профессор-исследователь. Например, если лекарство воздействует на заболевание нижних отделов кишечника или толстой кишки, «мы можем контролировать, сколько времени пройдет до начала высвобождения лекарства, а затем мы также получим очень быстрое высвобождение, как только оно начнется». По его словам, лекарства, приготовленные традиционным способом с помощью механического наномилирования, «будут иметь медленное высвобождение».
Этот процесс, по словам Аттиа, «является первым подходом, который позволяет формировать композитные частицы ядро-оболочка и структурировать лекарства в отдельные полимерные слои за один этап обработки».
По словам Дойла , следующим шагом в разработке процесса будет тестирование системы на широком спектре молекул лекарств , помимо двух репрезентативных примеров, которые были протестированы до сих пор. Хотя у них есть основания полагать, что этот процесс можно обобщить, говорит он, «доказательство в пудинге — наличие данных на руках».
По его словам, процесс капания, который они используют, «может быть масштабируемым, но предстоит проработать множество деталей». Но поскольку все материалы, с которыми они работают, были выбраны как материалы, уже признанные безопасными для медицинского использования, процесс утверждения должен быть простым, говорит он. «Это может быть реализовано через несколько лет… Мы не беспокоимся обо всех тех типичных препятствиях безопасности, которые, я думаю, должны пройти другие новые составы, которые могут быть очень дорогими».
