Кровезаменитель как основа нанотранспортного средства для лекарств

Рисунок 01 Амфифильный полимер

Михаил Штильман, доктор химических наук, профессор РХТУ им. Д.И. Менделеева, с начала 1980-х годов работал над синтезом полимеров с собственной биологической активностью — например, регуляторов роста растений. В начале 2000-х к нему пришли делать дипломные, а затем и кандидатские работы Андрей Кусков и Александр Артюхов, с которыми он в 2006 году и оргаизовал НПЦ «Амфион» — при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (больше известного как фонд Бортника). Компания до сих пор работает в тесном сотрудничестве с РХТУ им. Д.И. Менделеева: на территории университета «Амфион» организовал лаборатории общего пользования для студентов, аспирантов и сотрудников РХТУ, по инициативе профессора Штильмана на базе университета создан Учебно-научный центр «Биоматериалы» для подготовки магистров.

Убийцы и стимуляторы растенийПолимерным материалоам можно придать и собственную биологическую активность — включить в состав необходимый препарат и «запрограммировать» химическим способом скорость его высвобождения. Это обеспечит точность дозировки и длительность действия лекарства или, например, биоцида — средства защиты культурнвх растений от сорняков, это вообще одно из главных направлений работы основателей «Амфиона».. Внесенный вместе с удобрениями полимер не будет вымываться, улетучиваться, не подвергается биодеградации. Примерно так же действуют и регуляторs роста растений — на основе фитоактивных полимеров с контролируемым пролонгированным действием.

«Амфион» работает прежде всего над точной доставкой лекарства — чтобы оно не отравляло весь организм, а действовало максимально избирательно. К примеру, химиотерапия при лечении онкологических заболеваниях может сама по себе стать причиной смерти пациента, поскольку действует не только на опухоль, но и на весь организм. А если бы удалось доставить препарат точно к опухоли, то и дозу действующего вещества можно было бы значительно уменьшить.

Эту задачу могут решить наночастицы. «Амфион» разработал подобное нанотранспортное средство — полимер на основе поливинилпирролидина, некогда изобретенного как кровезаменитель, а теперь широко использующегося в фармацевтике и косметологии. Полимер состоит из водорастворимой и водонерастворимой частей, в воде он самоорганизуется в сферу, внутрь которой и можно поместить лекарство, в том числе плохо растворимое или даже вовсе не растворимое в воде. По данным «Амфиона», принципиально возможна доставка этим нанотранспортом противогрибковых антибиотиков (нистатин, амфотерицин В), противоопухолевых агентов (доксорубицин, ангиостатин), противовоспалительных средств (индометацин, диклофенак), бактерицидных антибиотиков (рифампицин), а также белков и пептидов (фактор IX крови, ингибитор протеиназ BBI).

Губка вместо легкого

Гидрогель — желеподобный материал, состоящий из полимеров, соединенных в сетку с низкой плотностью узлов сшивания, он способен поглощать большое количество воды, набухать. Межклеточныйный матрикс большей части тканей организма представляет собой гидрогель, объясняет Артюхов из «Амфиона». Компания использует для синтеза гидрогелей не низкомолекулярные (как правило, токсичные) мономеры и не полимеры со сшивающими агентами, а модифицированные самосшивающиеся полимеры.

Первым было раневое покрытие (губка) из макропористого (поры размером в десятки микрометров) полимерного гидрогеля на основе поливинилового спирта: один грамм такого покрытия впитывал 15–17 мл жидкости, оно уже получило регистрацию Минздрава. Из того же материала созданы хирургические имплантаты, которыми можно заместить дефекты мягких тканей, например, после удаления части легкого или кисты или при онкологических заболеваниях.

Пока до человека дело не дошло, а вот однократное нановведение ангиостатина мышам, больным меланокарциномой, показало, что опухоль уменьшается в 1,3–1,5 раза быстрей, чем у контрольной группы, получавшей тот же препарат обычным способом. А индометацин, полученный мышами наноспособом, «работает» в их организме 10–12 суток, вместо обычных 48–60 часов.

Баран с клапаномДругое направление работы — искусственный венозный клапан, с этим проектом «Амфион» стал резидентом кластера «Биомед» инновационного центра «Сколково», получил грант на 1,5 млн рублей и вошел в кооперацию с Межотраслевого инжинирингово центра «Новые материалы, композиты и нанотехнологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Такого протеза пока нет нигде в мире, главная задача — гемосовместимый полимер. В этом году уже провдены первые эксперименты — клапан вшит барану; результата пока нет.

Наноагрегатная форма лекарственных веществ может еще и стабилизировавать те из них, что быстро инактивируются при хранении или перевозке. Например, после 160 часов хранения внутри наночастиц активным остается в 4–5 раз больше фактора IX, белкового компонента крови, применяющегося для лечения гемофилии, чем при обычном хранении.

Дразнить иммунитет

Полимеры-кровезаменители используются и для доставки к иммунным клеткам так называемых гаптенов — высокоспецифических соединений (некоорых витаминов, пептидов, коферментов, ароматических нитросоединений), которые из-за маленькой молекулярной массы не могут самостоятельно вызвать иммунный ответ. Но в сочетании с длинным биополимером гаптены способны на это. «Амфион» предлагает добавлять такие иммуностимулирующие полимеры в кровезаменители — их применение, особенно у детей, вызывает снижение иммунитета.

Эксперименты на мышах показали, что биополимерные композации позволяют добиться коэффициента иммунного ответа в 1,8–2,2 — то есть вдвое усилить иммунный ответ.

Свойства полимерных наноразмерных капсул, позволяющие создавать на их основе высокоэффективные средства диагностики и лечения
  1. Высокая механическая и химическая устойчивость;
  2. Сферическая форма;
  3. Высокая совместимость с компонентами крови;
  4. Средний размер частиц от 20 до 300 нм;
  5. Низкая стоимость и простота получения;
  6. Биосовместимость;
  7. Низкая токсичность;
  8. Отсутствие влияния на вязкостные характеристики крови;
  9. Устойчивость при длительном хранении;
  10. Узкое распределение частиц по размеру;
  11. Высокая емкость по включаемому веществу (до 80%);

Автор: Елена Фальбанская

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

kommersant.ru