В поисках потенциальных областей применения водоотталкивающих, гидрофобных составов исследователи главным образом рассматриваются очевидные области применения – водоотталкивающие ткани и самоочищающиеся поверхности. Однако исследователям из США пришла в голову новая идея – использовать супергидрофобные материалы для доставки лекарственных препаратов.

Оказалось, что супергидрофобные материалы очень хороши для медленного высвобождения лекарственных препаратов в течение длительного временного периода, составляющего от недель до месяцев. Такой эффект обусловлен тем, обстоятельством, что

водоотталкивающие свойства этих материалов обусловлены их неровной, складчатой поверхностью, способной удерживать воздух между бороздками.

Эти пузырьки воздуха не дают жидкости, в том числе и воде, попадать в пространство между этими бороздками, заставляя собираться жидкость неповрежденными каплями практически идеальной сферической формы.

Рис. 1. Легирование полимерной нити
супергидрофобным материалом замедляет
высвобождение противоопухолевого препарата
в четыре раза. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc.,
2012, DOI: 10.1021/ja211148a).

Марк Гринсафф (Mark Grinstaff) из Университета Бостона пришел к выводу, что этот воздух, оказавшийся в складках гидрофобного материала, может оказаться полезным также и для контроля скорости высвобождения лекарственного препарата.

Идея заключалась в том, что воздух будет предотвращать преждевременное высвобождение лекарственного препарата, загруженного в супергидрофобный материал до погружения этого материала в жидкость, например – в кровь. После погружения материала в жидкость она медленно поступает в материал, вытесняя воздух и способствуя высвобождению лекарства, при этом материалы, отличающиеся большей гидрофобностью, будут обеспечивать более пролонгированное высвобождение лекарства.

Для демонстрации возможности новой методики Гринстафы с коллегами получили гидрофобные нити диаметром 300 нм из поликапролактона [polycaprolactone (PCL)]с помощью методики электропрядения, основанную на том, что электрический заряд извлекает волокна из жидкости/ Изменение концентрации гидрофобной легирующей добавки позволяет контролировать гидрофобные свойства нити; загрузка нитей лекарством также производится с помощью электропрядения.

Использовав в качестве модельного соединения противораковый препарат, Гринстафф проверил способность гидрофобных нитей к доставке лекарственных препаратов как в соленой воде, так и в сыворотке крови. В соленой воде PCL без гидрофобных добавок высвобождал свое содержимое в течение 15 дней, в то время как PCL, содержащие 10% гидрофобных добавок (по весу) высвобождали препарат гораздо медленнее – за 70 дней. При контакте с раковыми клетками в сыворотке крови загруженный препаратом PCL без добавок терял способность к уничтожению раковых клеток через 25 дней, а PCL, содержащий 10% гидрофобных добавок, продолжал убивать раковые клетки и через 65 дней.

В настоящее время Гринстафф проверяет эффективность нового материала на лабораторных мышах, а также пытаются проверить возможность загрузки материала другими лекарственными препаратами.