Вибухова капсула як альтернатива ін’єкціям інсуліну: новий етап у пероральній доставці білкових препаратів

Білкові лікарські засоби, зокрема інсулін, традиційно вводяться ін’єкційно через нездатність долати бар’єри травної системи. Проте нова технологія дозволяє ефективно доставляти інсулін у кров за допомогою вибухових капсул, які активуються в кишківнику. Такий підхід не лише покращує біодоступність препарату, а й потенційно змінює підходи до лікування цукрового діабету та інших хронічних захворювань, які потребують білкової терапії.

Цукровий діабет залишається глобальною медичною проблемою, що потребує щоденного введення інсуліну значною кількістю пацієнтів. Проте ін’єкційна терапія викликає у багатьох психологічний дискомфорт, ускладнює дотримання режиму лікування та потребує стерильності й навичок. Спроби створення пероральних форм інсуліну тривали десятиліттями, але проблема збереження структури білкових молекул у шлунково-кишковому середовищі та їх ефективного всмоктування залишалася нерозв’язаною. Сучасна розробка біоінженерів — вибухова капсула для кишкової доставки інсуліну — демонструє прорив у цій галузі.

Механізм дії вибухової капсули

Ключова особливість нової капсули — автономна активна система доставки ліків, що не потребує зовнішніх джерел енергії. Основу інженерного рішення становить проста хімічна реакція між лимонною кислотою та харчовою содою, яка призводить до виділення газу та підвищення тиску всередині капсули.

Зовнішня оболонка виготовлена з желатину, що дозволяє капсулі без пошкодження пройти агресивне середовище шлунка. У тонкому кишківнику починається реакція з виділенням вуглекислого газу, який поступово підвищує внутрішній тиск. На певному етапі відбувається розрив оболонки в заздалегідь ослабленій ділянці — саме там розміщено внутрішню капсулу з інсуліном. Механічна сила вивільнення проштовхує препарат крізь слизову оболонку кишківника до епітелію, звідки інсулін потрапляє до системного кровотоку.

Технологічні особливості конструкції

Капсула має багатокомпонентну будову:

• Зовнішній захисний шар із желатину, стійкий до шлункової кислоти;
• Камера тиску, що містить реагенти (лимонну кислоту та бікарбонат натрію);
• Контрольована слабка точка оболонки, що задає напрям вибуху;
• Внутрішній резервуар із лікарським препаратом, з якого вивільняється активна речовина після вибуху.

Варіювання параметрів — товщини стінки, об’єму реагентів і розміру отвору — дозволяє регулювати силу та напрямок доставки, що критично важливо для адаптації капсули до різних препаратів.

Результати досліджень на тваринних моделях

У доклінічних випробуваннях на пацюках капсула показала порівняну ефективність із традиційною підшкірною ін’єкцією інсуліну щодо зниження рівня глюкози в крові. Вивільнення препарату було локалізованим, а ушкодження слизової оболонки — поверхневим і обмеженим місцем розриву.

Ключовими перевагами капсули стали:

• Висока біологічна доступність;
• Відсутність системних ушкоджень тканин;
• Проста і дешева технологія виготовлення;
• Стабільність препарату до моменту вивільнення.

Потенційне застосування

Окрім інсуліну, технологія має перспективи для доставки інших білкових та пептидних препаратів, таких як агоністи рецепторів глюкагоноподібного пептиду, антитіла, гормональні засоби та вакцини. Розробка дає змогу відмовитися від ін’єкцій у багатьох терапевтичних напрямках, зробити лікування більш зручним, зменшити витрати на спеціалізоване обладнання й догляд, а також розширити доступ пацієнтів до сучасної терапії.

Обмеження та перспективи дослідження

На даному етапі вибухові капсули протестовані лише на тваринних моделях. Подальші кроки передбачають випробування на великих тваринах, визначення максимальної допустимої сили вибуху, довгострокового впливу на слизову кишківника та стабільності препаратів за різних умов зберігання.

Питання масштабування виробництва, біосумісності та точності дозування також потребують окремої уваги перед переходом до клінічних випробувань на людях.

Висновки

Технологія вибухових капсул для кишкової доставки білкових препаратів демонструє потужний потенціал у трансформації підходів до медикаментозного лікування. Завдяки простому, проте ефективному механізму, вона здатна вирішити багаторічну проблему низької біодоступності пероральних білкових засобів. У майбутньому ця розробка може суттєво підвищити якість життя мільйонів пацієнтів, які потребують щоденного введення інсуліну або аналогічних препаратів.

ДЖЕРЕЛО: Nauka.ua

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.