Исследователи из США продемонстрировали, что мембрана с внедренными в нее углеродными нанотрубками может применяться для мгновенной доставки небольшой порции никотина в организм.

Трансдермическая система позволяет мгновенно
доставлять лекарства. (Рисунок из Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 2010, DOI: 10.1073/pnas.1004714107)

Это в выгодном свете отличает новую систему дозирования от методов, основанных на непрерывной диффузии через кожу лекарства из используемого людьми, старающимися бросить курить никотинового пластыря.

Изобретатели новой системы доставки никотина в организм предполагают, что предложенный ими подход позволит доставлять никотин в организм именно в тот момент, когда он более всего необходим человеку, пытающемуся избавиться от пагубной привычки. Таким образом, подход, основанный на разовых миниинъекциях, не будет требовать от бросающего курить изменения своего обычного поведения, психологически облегчая отвыкание от зависимости.

Исследователи из группы Брюса Хиндса (Bruce Hinds) из Университета Кентукки (Лексинтон) внедрили многостенные углеродные нанотрубки в композитный материал, после чего с помощью микротомирования превратили композит в сверхтонкие мембраны. Затем с помощью электрохимических методов к концам углеродных нанотрубок были привиты диазониевые производные, разложение которых привело к образованию однородного слоя полибензойной кислоты. Этот слой, в свою очередь, вводили в реакцию с молекулами красителя, содержащими отрицательно заряженные сульфонатные группы. В таком функционализированном виде мембрана может вести себя как электрод.

Затем исследователи поместили на поверхность мембраны резервуар никотина, в котором содержался второй электрод. Хинс отмечает, что приложение отрицательного заряда к нижней поверхности мембраны и положительного – к раствору, содержащему никотин, наблюдалось движение положительно заряженных ионов к нанотрубкам. Перемещение катионов приводило к тому, что в это движение вовлекались и нейтральные молекулы (такое явление носит название «электроосмос»). При значении pH 8, 50% никотина существует в форме катиона, что дополнительно облегчает перемещение препарата сквозь мембрану.

Хиндс отмечает, что для прокачки никотина требуется не слишком мощный источник энергии – не больше, чем батарейка для часов. Внутренние стенки углеродных нанотрубок обеспечивают низкое «молекулярное трение» – проходящие через углеродные нанотрубки молекулы никотина практически не испытывают сопротивления, что, по словам исследователей, может быть еще одной причиной высокой эффективности системы.

Хиндс заявляет, что в ходе лабораторных исследований было показано, что миниатюрная система эффективно доставляет дозу никотина в течение малого промежутка времени, в то время как другие системы, закачки малых доз лекарственных препаратов, в настоящее время присутствующие на рынке, громоздки. Исследователи предполагают, что новая система может оказаться полезной для людей, стремящихся избавиться от никотиновой зависимости. Однако, в настоящее время система остается экспериментальной, и ее немедленная коммерциализация не планируется.