Было бы неплохо, если бы лекарство можно было вводить без использования болезненной иглы, и если бы это лекарство можно было хранить при комнатной температуре? Что ж, оказывается, технология MOF-Jet может сделать возможным и то, и другое.
Еще в 1960-х годах струйные инъекторы использовались для быстрой доставки лекарств через кожу без использования игл для подкожных инъекций. Однако этот метод все еще болезненный для реципиентов, поскольку он включает в себя принудительное введение концентрированного потока жидкого лекарства через эпидермис. Кроме того, биологическая жидкость может выплескиваться через кожу, потенциально распространяя болезни, а не предотвращая их.
Более современной и гораздо менее болезненной альтернативой является устройство, называемое «генная пушка».
Он использует сжатый газ, чтобы простреливать покрытые вольфрамом или золотом микрочастицы белков или других биологических материалов через кожу, позволяя им проникать в нижележащие клетки. К сожалению, эти металлы не только дороги, но и могут ускорить деградацию их биологической полезной нагрузки после того, как они будут доставлены в организм.
В поисках более эффективной альтернативы ученые из Техасского университета в Далласе обратились к материалу металлоорганического каркаса (MOF), известному как цеолит-имидазолатный каркас восемь или ZIF-8.
Хотя они намного дешевле, чем вольфрам или золото, крошечные частицы этого материала оказались столь же эффективными для защиты биологических материалов, когда их простреливали через кожу с помощью модифицированной генной пушки под названием MOF-Jet. Кроме того, эту технологию можно использовать для инъекций частиц порошкообразных фармацевтических препаратов, заключенных в ZIF-8, которые не нужно хранить в холодильнике, как их жидкие аналоги, вводимые иглой.
В качестве дополнительного бонуса было обнаружено, что при использовании различных газов-носителей можно варьировать время высвобождения лекарства. Например, если используется углекислый газ, он реагирует с водой в клетках с образованием угольной кислоты. Эта кислота разрушает ZIF-8, заставляя его относительно быстро высвобождать полезную нагрузку. С другой стороны, при использовании обычного сжатого воздуха частицы ZIF-8 разлагаются в течение четырех-пяти дней.
Флакон с микрочастицами ZIF-8Jeremiah Gassensmith
В лабораторных испытаниях технология была успешно использована для доставить ген в оболочке ZIF-8 в клетки лука и доставить белок в оболочке ZIF-8 мышам. В настоящее время ученые используют систему для доставки химиотерапевтических препаратов и адъювантов в качестве потенциального средства лечения меланомы.
И нет, это не больно. По словам исследователей, после инъекции MOF-Jet вы чувствуете себя «как будто в вас попала пуля Nerf».
Результаты исследования, которым руководит доц. Профессор Джереми Гассенсмит и аспирант Ялини Видесундара недавно были представлены на весенней встрече Американского химического общества.
