Капсула вместо укола для введения инсулина при сахарном диабете

Исследовательская группа Массачусетского технологического института (MIT) разработала лекарственную капсулу для доставки пероральных доз инсулина, потенциально заменяя инъекции, которые люди с диабетом 2 типа должны делать каждый день.

Капсула размером примерно с чернику, содержит маленькую иглу из сжатого инсулина, которая вводится после того, как капсула достигает желудка. В тестах на животных исследователи показали, что они могут доставлять достаточное количество инсулина чтобы снизить сахар в крови до уровней, сопоставимых с уровнями, полученными при инъекциях через кожу. Они также продемонстрировали, что устройство может быть адаптировано для доставки других белковых лекарств.

«Мы очень надеемся, что этот новый тип капсул в недалёком будущем сможет помочь больным диабетом и, возможно, любому, кто нуждается в терапии, которую в настоящее время можно вводить только инъекцией или инфузией», — говорит профессор Роберт Лангер, старший автор исследования, профессор Института Дэвида Х. Коха.

Совместно с Лангером в группу входит Джованни Траверсо, доцент Гарвардского университета, аспирант MIT Алекс Абрамсон и учёные из фармацевтической компании Novo Nordisk. Исследования проводились на базе факультета машиностроения Массачусетского технологического института.

Несколько лет назад Траверсо, Лангер и их коллеги разработали таблетки, покрытые множеством крошечных игл, которые можно использовать для введения лекарств в слизистую оболочку желудка или тонкой кишки. Для новой капсулы учёные изменили конструкцию, оставив только одну иглу, что позволило им избежать случайной инъекции лекарств непосредственно в кислую среду желудка, где они быстро разрушались, не успев оказать какого-либо терапевтического эффекта.

Кончик иглы изготовлен из почти 100-процентного сжатого, лиофилизированного инсулина с использованием того же процесса, что и для изготовления таблеток с лекарством. Стержень иглы, который не входит в стенку желудка, выполнен из другого биоразлагаемого материала.

Внутри капсулы игла прикреплена к сжатой пружине, удерживаемой на месте диском из сахара. При проглатывании капсулы жидкость в желудке растворяет сахарный диск, освобождая пружину и вводя иглу в стенку желудка.

Стенка желудка не имеет болевых рецепторов, поэтому исследователи считают, что пациенты не смогут почувствовать укол. Чтобы гарантировать введение препарата, учёные разработали оригинальную систему ориентации, позволяющую капсуле в любой ситуации контактировать со слизистой оболочкой желудка.

Исследователи почерпнули вдохновение у Леопардовой черепахи. Эта черепаха, встречающаяся в Африке, имеет панцирь с высоким крутым куполом, благодаря которому она может вставать на ноги, если опрокинется на спину. Учёные, используя компьютерное моделирования, разработали такую форму для своей капсулы, которая позволяет ей переориентироваться даже в динамической среде желудка и всегда вступать в контакт со стенкой желудка.

Как только кончик иглы вводится в стенку желудка, инсулин растворяется с контролируемой скоростью, задаваемой в момент подготовки капсулы. В данном исследовании на это потребовалось около часа, чтобы весь инсулин полностью высвободился в кровоток.

В ходе экспериментов в тестах на свиньях успешно доставлялось по 300 мкг инсулина. К монету публикации статьи доза была увеличена до 5 миллиграммов, что сравнимо с количеством, необходимым для пациента с диабетом 2 типа.

После того, как капсула высвобождает свое содержимое, она может безопасно пройти через пищеварительную систему. Исследователи не обнаружили побочных эффектов от капсулы, изготовленной из биоразлагаемого полимера и компонентов из нержавеющей стали.

Команда MIT в настоящее время продолжает работать с Novo Nordisk для дальнейшей разработки технологии и оптимизации процесса производства капсул. Они полагают, что этот тип доставки лекарств может быть полезен для любого белкового лекарственного средства, которое обычно должно вводиться инъекцией, такого как иммунодепрессанты, используемые для лечения ревматоидного артрита или воспалительного заболевания кишечника.

«Наша задача состоит в том, чтобы облегчить, упростить пациентам приём лекарств, особенно препаратов, требующих инъекции, — говорит Траверсо. — Классическим примером чего является инсулин».

Источник: Science Daily