В настоящее время такие заболевания обычно лечатся лекарствами, вводимыми в виде клизмы, которую необходимо поддерживать в толстой кишке в течение нескольких часов, пока лекарство всасывается. Однако это может быть трудным для пациентов, страдающих диареей и недержанием мочи.
Чтобы преодолеть это, исследователи искали способ стимулировать более быстрое всасывание лекарств.
"Мы не меняем способ введения препарата.
Что мы меняем, так это количество времени, в течение которого рецептура должна присутствовать, потому что мы ускоряем проникновение лекарства в ткани ", — говорит Джованни Траверсо, исследовательский филиал Института интегративных исследований рака Массачусетского технологического института им. Коха, гастроэнтеролог MGH. , и один из ведущих авторов статьи, описывающей эту технику в Октябрьской. 21 выпуск журнала Science Translational Medicine.
«Благодаря дополнительным исследованиям наша технология может оказаться неоценимой как в клинических, так и в исследовательских условиях, позволяя улучшить терапию и расширить исследовательские методы, применяемые к желудочно-кишечному тракту.
Он впервые демонстрирует активное введение лекарств, в том числе биопрепаратов, через желудочно-кишечный тракт », — говорит Даниэль Бланкштайн, Hermann P. Мейснер, профессор химического машиностроения, который также является старшим автором статьи.
Роберт Лангер, Дэвид Х. Профессор Института Коха в Массачусетском технологическом институте и член Института Коха, также является старшим автором статьи. Ведущий автор исследования — Карл Шоллхаммер, аспирант кафедры химического машиностроения.
Расширенная доставка
Лангер начал изучать возможность использования ультразвука для улучшения доставки лекарств 30 лет назад. В 1995 году он и Бланкштейн сообщили в Science, что ультразвук может обеспечить доставку лекарств через кожу, но до сих пор он не исследовался в желудочно-кишечном тракте.
«Мы работаем над ультразвуком как средством улучшения транспорта через материалы и кожу с середины 1980-х годов, и я думаю, что применение этого нового подхода может помочь многим пациентам», — говорит Лангер.
Ультразвук улучшает доставку лекарств с помощью механизма, известного как переходная кавитация. Когда жидкость подвергается воздействию звуковых волн, волны вызывают образование крошечных пузырьков, которые взрываются и создают микроструи, которые могут проникать и проталкивать лекарство в ткани.
В этом исследовании исследователи сначала протестировали свой новый подход на желудочно-кишечном тракте свиней, где они обнаружили, что применение ультразвука значительно увеличивает абсорбцию как инсулина, крупного белка, так и мезаламина, молекулы меньшего размера, часто используемой для лечения колита.
«Демонстрация доставки молекул с широким диапазоном размеров, включая активные биопрепараты, подчеркивает потенциально широкие области, в которых эта технология может быть применена», — говорит Шоллхаммер, выигравший конкурс Lemelson-MIT за 15 000 долларов «Cure it»!"Студенческая премия в начале этого года за это исследование и за таблетку с микроиглами, которая доставляет лекарства непосредственно в ткани желудочно-кишечного тракта. Команда также вышла в финал конкурса MIT Entrepreneurship Competition.
Лучшее лечение
Затем исследователи изучили, может ли доставка лекарств с помощью ультразвука эффективно лечить болезни у животных.
В тестах на мышах исследователи обнаружили, что они могут устранить симптомы колита, доставляя месаламин с последующей одной секундой ультразвукового исследования каждый день в течение двух недель. Лечение через день также помогло, но введение препарата без УЗИ не дало эффекта.
Они также показали, что доставка инсулина с помощью ультразвука эффективно снижает уровень сахара в крови у свиней.
Хотя воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта являются очевидной первой мишенью для этого типа доставки лекарств, его также можно использовать для введения лекарств от рака толстой кишки или инфекций желудочно-кишечного тракта, говорит Траверсо. В настоящее время исследователи проводят дополнительные исследования на животных, чтобы помочь им оптимизировать ультразвуковое устройство и подготовить его к испытаниям на людях.