Новая технология шприцев может позволить вводить высококонцентрированные биологические препараты

Новая технология шприцев может сделать инъекции высококонцентрированных биологических препаратов
Предоставлено: Массачусетский технологический институт.

Исследователи Массачусетского технологического института разработали простую и недорогую технологию для введения сильнодействующих лекарственных форм, слишком вязких для инъекций с помощью обычных медицинских шприцев.

Технология, описанная в статье, опубликованной сегодня в журнале Advanced Healthcare Materials, позволяет вводить высококонцентрированные препараты и другие методы лечения подкожно. Он был разработан как раствор для высокоэффективных и чрезвычайно концентрированных биофармацевтических или биологических препаратов, которые обычно разбавляются и вводятся внутривенно.

«Там, где развиваются доставка лекарств и биопрепараты, инъекции становятся большим узким местом, предотвращая составы, которые могут легче лечить болезни», — говорит Крипа Варанаси, профессор машиностроения Массачусетского технологического института. «Производители лекарств должны сосредоточиться на том, что у них получается лучше всего, и на разработке лекарств, а не зацикливаться на проблеме инъекций».

Руководители Фонда Билла и Мелинды Гейтс рассказали о проблеме инъекций в Варанаси после того, как прочитали о его предыдущей работе по дозированию жидкостей, которая привлекла внимание различных отраслей, от авиации до производителей зубной пасты. По словам Варанаси, основная забота фонда заключалась в предоставлении высококонцентрированных вакцин и биологических препаратов для людей в развивающихся странах, которые не могли путешествовать из отдаленных районов в медицинские учреждения.

В условиях нынешней пандемии, добавляет Варанаси, возможность оставаться дома и самостоятельно вводить лекарства для лечения таких заболеваний, как рак или аутоиммунные расстройства, также важна в развитых странах, таких как США.

«Самостоятельный прием лекарств или вакцин может помочь демократизировать доступ к здравоохранению», — говорит он.

Варанаси и Вишну Джаяпракаш, аспирант факультета машиностроения Массачусетского технологического института, который является первым автором статьи, разработали систему, которая сделает возможной подкожную инъекцию лекарственных форм с высокой концентрацией за счет уменьшения требуемого усилия инъекции, которое превышает допустимое. возможна подкожная инъекция вручную с помощью обычного шприца.

В их системе вводимая вязкая жидкость окружена смазывающей жидкостью, что облегчает течение жидкости через иглу. При использовании лубриканта для достижения максимальной испытанной вязкости требовалась всего одна седьмая сила инъекции, что позволяло эффективно вводить подкожно любой из более чем 100 препаратов, которые в противном случае считались бы слишком вязкими для введения таким образом.

«Мы можем разрешить инъекции этих биопрепаратов», — говорит Джаяпракаш. «Независимо от того, насколько вязкий ваш наркотик, вы можете вводить его инъекционно, и именно это сделало этот подход очень привлекательным для нас».

Биологические препараты включают составы на основе белков и собираются из живых клеток. Они используются для лечения широкого спектра заболеваний и расстройств и могут связываться с определенными тканями или иммунными клетками по желанию, вызывая меньше нежелательных реакций и вызывая определенные иммунные реакции, которые не возникают с другими лекарствами.

«Вы можете адаптировать очень специфические белки или молекулы, которые связываются с очень специфическими рецепторами в организме», — говорит Джаяпракаш. «Они обеспечивают степень персонализации, специфичности и иммунного ответа, которые недоступны для низкомолекулярных препаратов. Вот почему во всем мире люди стремятся к использованию биологических препаратов».

Из-за их высокой вязкости для введения препаратов подкожно использовались методы, которые оказались непрактичными и дорогостоящими. Как правило, препараты разводятся и вводятся внутривенно, что требует посещения больницы или кабинета врача. Струйные инъекторы, которые вводят лекарства через кожу без иглы, дороги и подвержены загрязнению из-за брызг. Введение инкапсулированных лекарств часто приводит к их засорению иглы и дополнительным сложностям в производстве и выпуске лекарств. Шприцы типа EpiPen также слишком дороги для широкого использования.

Чтобы разработать свою технологию, исследователи Массачусетского технологического института начали с определения теоретических параметров и их тестирования перед проектированием своего устройства. Устройство состоит из шприца с двумя цилиндрами, одна внутри другой, с внутренней трубкой, доставляющей вязкую лекарственную жидкость, и окружающей трубкой, доставляющей тонкий слой смазки к лекарству, когда оно входит в иглу.

Поскольку смазываемая жидкость легче проходит через иглу, вязкая полезная нагрузка испытывает минимальное напряжение сдвига. По этой причине, по словам Джаяпракаша, система также может быть полезна для трехмерной биопечати тканей, состоящих из природных компонентов, и для проведения клеточной терапии — в обоих случаях, когда ткани и клетки могут быть разрушены в результате повреждения сдвигом.

Терапевтические гели, используемые в терапии костей и суставов, а также для доставки лекарств с замедленным высвобождением, среди прочего, также можно было бы более легко вводить с помощью шприца, разработанного исследователями.

«Этот метод работает как платформа для всех этих других приложений», — говорит Джаяпракаш.

Неясно, повлияет ли эта технология на то, как исследователи будут искать возможности и методы лечения Covid-19. Однако исследователи говорят, что это расширяет возможности по мере рассмотрения различных лекарственных форм.

«Как только вы расскажете о технологии, представители отрасли могут сказать, что могут рассмотреть вещи, которые ранее были невозможны», — говорит Варанаси.

Поскольку его предыдущая работа стимулировала создание четырех компаний, Варанаси говорит, что он и его команда надеются, что эта технология также будет коммерциализирована.

«Не должно быть никаких причин, по которым этот подход, учитывая его простоту, не может помочь решить то, что мы слышали от промышленности, является новой проблемой», — говорит он. «Фундаментальная работа сделана. Теперь ее просто применяем к различным формулам»./P>

Spread the love

Комментарии

No comments yet.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *