Создано новое лекарство в виде наноаэрозоля

Один из самых действенных способов доставки лекарства в организм пациента — ингаляция. Лекарство в виде аэрозоля может быть эффективнее привычных таблеток даже тогда, когда доза на порядок меньше. Новосибирские учёные достигли немалого успеха в разработке подобных медикаментов.

Мелкие частицы вдыхаемого аэрозоля легче и быстрее усваиваются организмом, а снижение эффективной дозы лекарства во многих случаях позволяет избегать побочных явлений. К тому же дозировку лекарства в виде аэрозоля легко контролировать. Проблема в том, что мелкие частицы вдыхаемого аэрозоля должны быть действительно очень мелкими. Современные ингаляторы образуют частицы размером от 1 до 5 мкм, а иногда и больше, а в легких человека эффективнее всего осаждаются частицы диаметром 10—20 нм — на два порядка мельче.

Разработкой методики получения лекарственных наноаэрозолей занялась большая группа учёных из нескольких институтов Сибирского отделения РАН и Новосибирского университета. Исследователи создали генератор для производства наночастиц лекарства и провели эксперимент с мышами, чтобы оценить эффективность аэрозольной формы лекарства. Как выяснилось, лекарство в форме аэрозоля оказалось эффективнее, чем введённое в желудок даже в том случае, когда аэрозольная доза была в миллион раз меньше!

Группа учёных под руководством Андрея Онищук из Института химической кинетики и горения и Татьяной Толстиковой из Новосибирского института органической химии работала с аэрозолем индометацина — популярного противовоспалительного и жаропонижающего препарата. Индометацин хорошо помогает при ревматизме, артритах и артрозах, болезнях периферической нервной системы. Однако из-за многочисленных побочных эффектов индометацин приходится назначать с большой осторожностью, особенно пожилым пациентам и людям с заболеваниями печени, почек и желудочно-кишечного тракта. Применение аэрозольной формы позволило бы снизить терапевтическую дозу лекарства и уменьшить его побочные действия.

Таким образом, перед учёными стояла задача создать наноаэрозоль с частицами диаметром 10—20 нм. Получать такие маленькие частицы можно методом термоконденсации. Новосибирские исследователи создали экспериментальную установку, в которой генератор аэрозоля представлял собой горизонтальную кварцевую нагреваемую трубку с внутренним диаметром 1,0 см. В трубку помещали индометацин, испарявшийся при нагревании, а через трубку продували аргон, который в трубке насыщался парами индометацина. Выходя из зоны нагрева, поток аргона остывал, насыщенный пар становился пересыщенным и в нем возникали нанокапельки. Затем аэрозоль смешивали с воздухом и в течение 20 минут подавали в камеры с лабораторными мышами.

Контрольных животных обдували чистым воздухом, а лекарство они получали внутрижелудочно. Через час после процедуры всем мышам вводили в заднюю лапу раствор гистамина, который вызывает воспаление, а еще через 6 часов оценивали противовоспалительное действие индометацина по размеру отека на лапе.

Учёные установили, что сконструированный ими генератор производит частицы разного размера, в том числе и требуемого — 10—20 нм. Эти наночастицы оседали в легких с очень высокой эффективностью, близкой к единице. Лекарственный эффект наночастиц индометацина не зависит от среднего диаметра частиц и определяется только массой вещества, осевшей в легких, однако чем мельче частицы, тем лучше они оседают. Однако лекарство в форме аэрозоля в любом случае оказалось эффективнее, чем введённое в желудок: даже в том случае, когда аэрозольная доза была в миллион раз меньше.

Разработанный новосибирскими учёными метод получения лекарственных наноаэрозолей можно применять достаточно широко. Дело в том, что примерно треть современных лекарств плохо растворимы в воде, чтобы ввести их в виде инъекции, к препаратам нужно добавлять эмульгаторы, а эти вещества могут вызывать нежелательные побочные эффекты. Форма аэрозоля, полученного методом термоконденсации, идеально подходит для введения таких препаратов.

В этом исследовании принимали участие специалисты институтов Сибирского отделения РАН — Химической кинетики и горения, Органической химии им. Н. Н. Ворожцова, Химии твердого тела и механохимии и Теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича. Вместе с ними работали сотрудники Научно-образовательного центра «Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии» при Новосибирском государственном университете. Работу учёных поддержали РФФИ и междисциплинарный интеграционный проект Сибирского отделения РАН.

«Информнаука»