25 сентября отмечается Международный день фармацевта

«Умные» препараты, которые превращаются из жидкости в гель или твердый каркас, как только попадают в нужное место в организме, разрабатывают в Институте фармации имени А. П. Нелюбина Сеченовского Университета. Для этого специалисты используют собственную методологию создания таких систем, которая может быть полезна исследователям по всему миру. Ученые Сеченовского Университета уже создали пять препаратов-трансформеров, которые врачи станут применять в гинекологии, офтальмологии, стоматологии, дерматологии и отоларингологии.

От глазных капель до каркаса под зубной имплантат

В мире развивается технология, известная как «in situ образование лекарства» (от лат. in situ — «на месте»).Препарат вводят в организм в одной форме (чаще всего жидкой), а под воздействием определенных стимулов он трансформируется в другую — гелевую или даже твердую — именно в нужном месте. «Превращение» происходит при определенных температуре, уровне pH, влаги, ионного состава жидкости, характерных для того или иного органа, например глаза, лунки зуба, слизистой носа, очага воспаления или опухоли.

Группа молодых ученых под руководством доктора фармацевтических наук, доцента кафедры фармацевтической технологии Института фармации имени А. П. Нелюбина Сеченовского Университета Елены Бахрушиной уже получила два патента на свои изобретения, которые готовы к внедрению в клиническую практику.

В этом году исследователи запатентовали глазные гель-капли с лидокаином. Их будут использовать для местной анестезии перед лазерной коррекцией зрения и других операциях, например при глаукоме или катаракте. Препарат применяют как обычные капли, а на роговице они превращаются в гель — компоненты чувствительны к температуре. Гель позволяет лекарству удерживаться на поверхности глаза дольше, чем обычные жидкие капли. Аналогов таким гель-каплям на российском и мировом рынке сегодня нет. «Учитывая, что лазерную коррекцию зрения делают по всему миру около пяти миллионов человек в год, клиницисты постоянно ищут способы сделать операции эффективнее и комфортнее для пациентов. Гель-капли очень просто использовать, и в то же время они обеспечивают надежное обезболивание, охлаждение и защиту глаза», — рассказала Елена Бахрушина.

А в прошлом году ученые получили патент на инновационное очищающее средство для пациентов с атопическим дерматитом. Его наносят как масло, а при смывании компоненты реагируют на влагу, и средство превращается в эмульсию. В результате оно создает на коже защитную пленку. «Это и есть преимущество нашего продукта. Дело в том, что при атопическом дерматите кожный барьер нарушен. Кожа становится сухой, уязвимой к патогенной микрофлоре, аллергенам, что приводит к зуду и воспалению. А препарат, созданный по новой технологии, с одной стороны, очищает кожу, а с другой — восполняет ее утраченные защитные функции», – рассказала Елена Бахрушина. Исследование показало, что средство эффективнее и мягче, чем масла с абразивными компонентами, которые часто используют для сухой кожи. Разработку вели при поддержке Программы развития Сеченовского Университета в рамках реализации программы «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).

Разработаны и другие перспективные средства. Одно из них выведет на новый уровень подготовку к имплантации зубов, отметила руководитель проекта. После удаления зуба в альвеолярную лунку вводят жидкую полимерную матрицу, которая затвердевает и длительно, вплоть до месяца, высвобождает обезболивающие, противовоспалительные вещества и факторы роста, которые помогают нарастить костный гребень, куда стоматолог потом имплантирует искусственный зуб. Это снижает риск осложнений и позволяет имплантируемым протезам прижиться на новом месте быстрее.

Другое изобретение — вагинальный антибактериальный спрей-гель с хлоргексидином. При распылении он образует на слизистой влагалища гелевую пленку, которая не вытекает и обеспечивает длительный эффект — у активного компонента достаточно времени, чтобы подействовать.

Также ученые провели испытания капель для носа, которые превращаются в гель на слизистой оболочке. В отличие от обычных капель, которые быстро выводятся естественным путем, препарат удерживается дольше. «Препарат уже апробировали для интраназальной доставки вакцин. Но матрицу можно использовать для доставки и других лекарств через слизистую оболочку носа, учитывая, что через нее активные компоненты всасываются быстро и эффективно», — пояснила Елена Бахрушина.

В разработке находятся препараты для доставки лекарств внутрь опухолей.

Стандарты для «умных» лекарств

Ученые Института фармации впервые в мире создали общую методологию разработки «умных» систем. Она должна облегчить и ускорить разработку новых средств и их внедрение в клиническую практику — это пригодится исследователям по всему миру.

Методология включает в себя шаги, которые нужны, чтобы создать воспроизводимую и готовую к масштабированию лекарственную форму. Один из таких шагов — подбор формулы, которая будет отвечать за переход препарата из одной фазы в другую. Первые вещества в Институте фармации подбирали опытным путем. Например, для матрицы интраназальной системы стажер-исследователь кафедры Иосиф Михел изучил разные полимеры: пектин, полигалактуроновую кислоту, ксантановую камедь и многие другие, но в итоге по всем параметрам подошла только геллановая камедь, которая оказалась универсальным гелеобразователем. Сейчас исследователи уже подобрали формулы, которые можно использовать для разных целей, и нашли способы, которые позволяют измерить момент перехода вещества из одного в другое. 

В методологию включили также уникальный подход к оценке качества лекарств, который сводит к минимуму использование лабораторных животных. Сейчас Елена Бахрушина с соавторами готовят к патентованию пять биорелевантных in vitro моделей. Модели печатают на 3D-принтере по КТ- и МРТ-снимкам пациентов, а после покрывают составом, схожим с реальной средой по уровню PH, составу жидкостей и другим характеристикам, рассказала ученый: «Благодаря этому мы можем прямо в лаборатории воспроизвести условия, присущие месту применения лекарства в определенном органе или ткани. Это позволяет быстро выбрать и обосновать оптимальную рецептуру лекарства».

Опыт исследователей Института фармации уже перенимают иностранные коллеги. «В этом году ученые из Китая, Сербии, Беларуси и Казахстана посетили лаборатории института и познакомились с достижениями и перспективами использования «умных» систем во время нескольких стажировок и летней школы, которые провели в институте. И сейчас мы планируем совместные разработки», — рассказала Елена Бахрушина.