Исследователи из швейцарского института Empa совместно с компанией Aldena Therapeutics создали технологию, которая может существенно повысить эффективность наружных препаратов. Речь идет о крошечных керамических “звездах”, которые прокалывают микроскопические отверстия в коже, тем самым облегчая проникновение лекарственных веществ.
Проблема низкой эффективности многих мазей и кремов хорошо известна медикам и фармацевтам. Молекулы зачастую слишком велики, чтобы преодолеть барьер эпидермиса – верхнего слоя кожи. В результате под кожу проникает лишь небольшая часть нанесенного средства.
Ранее для решения этой проблемы предлагалось использовать пластыри с микроиглами – небольшие квадратики материала с множеством крошечных острых шипов на обратной стороне. Иглы, изготовленные из биосовместимых материалов, например, шелка, содержат лекарство и безболезненно проникают в эпидермис при прижатии пластыря к коже. Затем они растворяются, высвобождая препарат в межклеточную жидкость.
Однако у пластырей слишком много недостатков по сравнению с обычными мазями. Во-первых, их трудно применять на больших участках кожи. Во-вторых, сложно наносить на неровные поверхности или в труднодоступные места.
Именно здесь на помощь приходят нанокерамические звезды, разработанные группой ученых под руководством Михаэля Штуера и Патрика Хоффмана в рамках проекта StarCURE. Каждая трехмерная и трехлучевая звезда имеет диаметр всего 0,8 мм. Сейчас они изготавливаются из оксида алюминия (глинозема).
Изначально для создания звезд использовалась технология лазерного спекания: так можно было изготавливать по одному экземляру за раз. Однако недавно ученые разработали полимерные формы для литья, которые позволят наладить массовое и недорогое производство в промышленных масштабах.
Звезды добавляются в гель вместе с препаратом. Эта технология особенно хорошо подходит для лекарств, содержащих молекулы малой интерферирующей РНК (миРНК). При втирании геля в кожу острые концы звезд прокатываются по эпидермису, прокалывая в нем мельчайшие отверстия. Хотя микро-раны быстро закрываются, они остаются открытыми достаточно долго, чтобы действующее вещество успело проникнуть внутрь. Остатки препарата просто стираются через несколько секунд после нанесения.
Поскольку отверстия не достигают нервных окончаний, использование нанокерамических звезд, по словам разработчиков, абсолютно безболезненно. Михаэль Штуер уверяет, что по ощущениям это похоже на обычный скраб для кожи. Более того, по его словам, технология могла бы стать альтернативой болезненным подкожным инъекциям для внутривенного введения лекарств. В настоящее время ученые работают над созданием биоразлагаемых версий звезд – еще более безопасных и экологичных.