© РИА Новости / Валерий ТитиевскийПельмени

© РИА Новости / Валерий Титиевский

Международная группа ученых под руководством профессора Сколтеха разработала метод изготовления микрокапсул из биоразлагаемого полимера, высокая эффективность которых достигается за счет необычного дизайна, выполненного по принципу традиционных русских пельменей. Две статьи по результатам исследования опубликованы в журналах Materials and Design и ACS Applied Materials and Interfaces.

Обычно для адресной доставки лекарств используют микро- и наночастицы сферической формы. Российские ученые под руководством Глеба Сухорукова из Сколтеха в сотрудничестве с коллегами из Великобритании, Италии, Франции, Польши и Сингапура решили проверить эффективность использования для адресной доставки лекарственных препаратов и других биоактивных соединений микроскопических капсулы другой формы.

Авторы установили, что несферические капсулы по ряду характеристик эффективнее сферических, однако для обеспечения оптимальной работы капсул необходима высокая точность при их проектировании и изготовлении.

«У несферических капсул высвобождение препарата может происходить направленно с разрушением одной из сторон капсулы. Также при помощи магнитного излучения можно управлять движением капсул в потоке жидкости. Но главное преимущество этих капсул состоит в том, что биологическим клеткам легче усваивать несферические объекты», — приводятся в пресс-релизе Сколтеха слова профессора Глеба Сухорукова.

Ученые создали с помощью метода мягкой литографии капсулы в виде микрометровых пирамид, прямоугольных и торпедообразных тел. При этом методе шаблон покрывают полимером, затем полезный груз, например лекарство, загружают на полимер и герметизируют верхним полимерным слоем, в результате чего он оказывается зажатым между двумя слоями. Затем капсулы печатают путем вдавливания на желатине, после чего желатин растворяют в воде и извлекают из раствора готовые капсулы.

В первой статье авторы описывают два метода, основанные на использовании многослойного полиэлектролита и полимолочной кислоты. С помощью этого метода ученые получили капсулы длиной семь микрометров, которые обладали большой вместимостью и способностью удерживать гидрофильные молекулы, а также хорошо усваивались клетками, не вызывая токсического эффекта. При создании дизайна микрокапсул ученые взяли за основу традиционную форму российских пельменей.

«Наш метод основан на том же принципе, что и процесс изготовления пельменей или вареников, только вместо мяса, творога, ягод или картошки мы используем другую «начинку», например, белки или другие биологически активные вещества, причем делаем это на уровне микроструктуры», — объясняет Сухоруков.

По словам авторов статьи, такой метод позволяет доставлять в клетки самые разные активные вещества, независимо от их растворимости и молекулярной массы

Во второй статье авторы представили капсулы пирамидальной и прямоугольной формы размерами около одного и 11 микрометров соответственно, также изготовленные из полимолочной кислоты. В будущем ученые планируют проверить свой метод на других полимерах, которые могут разрушаться и высвобождать полезные вещества только при определенных условиях, таких как температура, наличие ферментов или уровень pH.