Микромашины
Наноинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего впервые продемонстрировали использование микромашин для лечения бактериальной инфекции в желудке. Эти крошечные транспортные средства, каждая около половины ширины человеческого волоса, быстро плавают по всему желудку, нейтрализуя желудочную кислоту, а затем высвобождают свой груз антибиотиков при нужном рН.
Наноинженеры в Калифорнийском университете Сан-Диего разработали первые микромашины для лечения бактериальной инфекции. Изображение: Лаборатория нанобиоэлектроники в UC San Diego
Исследователи заявили, что этот способ доставки с использованием микромашин является перспективным новым методом лечения заболеваний желудка и желудочно-кишечного тракта кислоточувствительными препаратами. Ключ к их успеху – сотрудничество между исследовательскими группами профессоров наноинженерии Джозефа Ванга и Лянфан Чжана в UC San Diego Jacobs School of Engineering. Ван и Чжан впервые провели исследование работы микромашин in vivo, и это исследование представляет собой первый пример микромашин в лечении бактериальной инфекции.
Желудочная кислота может разрушать перорально вводимые препараты, таких как антибиотики и фармацевтические препараты на основе белка. Препараты, используемые для лечения бактериальных инфекций, язв и других заболеваний в желудке, обычно берутся с дополнительными веществами, называемыми ингибиторами протонного насоса, для подавления производства желудочной кислоты. Но при длительном применении или высоких дозах ингибиторы протонного насоса могут вызывать побочные эффекты, включая головные боли, диарею и усталость. В более серьёзных случаях они могут вызывать беспокойство или депрессию.
Микромашины имеют встроенный механизм для нейтрализации кислоты в желудке и эффективной доставки своих полезных нагрузок – без использования ингибиторов протонного насоса.
«Это одноэтапное лечение микромашинами, сочетающее кислотную нейтрализацию с терапевтическим действием», – сказала Берта Эстебан-Фернандес де Авила, аспирантка в исследовательской группе Ванга в Калифорнийском университете в Сан-Диего и один из первых авторов этой статьи.
Микромашина состоит из сферического магниевого сердечника, покрытого защитным слоем диоксида титана, с последующим слоем антибиотического кларитромицина и наружного слоя положительно заряженного полимера, называемого хитозаном, который позволяет двигателям прилипать к стенке желудка.
Это связывание также усиливается движением микромашин, которое подпитывается собственной кислотой желудка. Ядра магния реагируют с желудочной кислотой, создавая поток микропузырьков водорода, которые двигают двигатели внутри желудка. Эта реакция также временно уменьшает количество кислоты в желудке, повышая уровень рН, достаточный для того, чтобы микромашины могли высвобождать лекарство и выполнить лечение. Нормальный рН желудка восстанавливается в течение 24 часов.
In Vivo
Исследователи тестировали микромашины у мышей с инфекциями Helicobacter pylori. Микромашины, заполненные клинической дозой антибиотика кларитромицина, вводились перорально один раз в день в течение пяти последовательных дней. Впоследствии исследователи оценивали количество бактерий в каждом мышечном желудке и обнаружили, что лечение микромашинами было несколько более эффективным, чем назначение той же дозы антибиотика в комбинации с ингибиторами протонного насоса.
Микромашины изготовлены из биоразлагаемых материалов. Ядра магния и полимерные слои растворяются желудочным соком без образования вредных остатков.
Исследователи говорят, что, хотя нынешние результаты многообещающие, эта работа всё ещё находится на раннем этапе. Команда планирует исследования для лучшей оценки терапевтических характеристик микромашин in vivo и сравнение их с другими стандартными методами лечения болезней желудка. Исследователи также планируют тестировать различные комбинации препаратов с микромашинами для лечения многих заболеваний желудка и в разных отделах желудочно-кишечного тракта. В целом, исследователи говорят, что эта работа открывает двери для использования синтетических двигателей в качестве активных платформ доставки препаратов для лечения заболеваний in vivo.
Комментарии (16)
Fracture
10.09.2017 17:08+1А если выпить антацидный препарат, а потом антибиотик? Разница будет? Я что-то не вижу преимуществ.
ClearAirTurbulence
11.09.2017 01:04действие антацида более кратковременно, чем у ингибиторов ПН. Кроме того, сабжевые девайсы склоны, судя по описанию, «прилипать» к стенке желудка, где они нужнее.
Fracture
11.09.2017 05:48По сути мы имеем магниевый порошок в полимерной оболочке. Стандартный подход для ретардизации действия. Просто "Магантацид-ретард" звучит менее круто, чем микромашина. А ещё стенки желудка покрыты слизью и имеют складки, что будет мешать передвижению
holy_desman
10.09.2017 17:08+2Мы такие торпеды в школе делали из соды и лимонной кислоты. :)
А вообще, мне подход нравится. Гастрит я лечил и в процессе разобрался. Хеликобактер (возбудитель) действительно сидит на стенке желудка. Чтобы создать концентрацию лекарства необходимую для его уничтожения нужно фигануть столько действющего вещества чтобы указанная концентрация случилась по всему объёму пищевого комка. Который стенки желудка касается только своей поверхностью, по сути. А в случае микромашин (я бы сказал микроракет), фиговинки с лекарством плывут по прямой до тех пор пока не уткнутся в препятствие, то есть, в стенку желудка. Успех. Меньше нагрузка на печень.
unxed
10.09.2017 17:31+1Как конкретно лечили? Поделитесь опытом)
До\после анализы на хеликобактер делали? Удалось вытравить?holy_desman
10.09.2017 20:18+1О, ну тут я вас огорчу. Да. Я вытравливал три с половиной раза. Сейчас здоров. Но, учитывая то что по разным оценкам в России носитель приблизительно каждый второй, это сизифов труд. Решается только системно, как чума или тиф. Для чего, собствено, этот ответ и пишу. Чем больше людей знает тем лучше.
Ну, в общем три компонента. Гигиена дома. Гигиена не дома. Медикаменты.
1. Гигиена не дома. С людьми у которых пахнет изо рта не целоваться, да и вообще, кроме постоянного партнёра лучше ни с кем больше не целоваться. Из одной посуды ни с кем другим не жрать, общий кальян не курить, чужих сигарет не стрелять, в чужих домах по возможности не есть.
2. Гигиена дома. На время лечения — всё постельное и х/б бельё стирать на 100 градусах, синтетику на 60. Раз в неделю, а лучше раз в два дня мойка полов с добавлением белизны и мойка всей сантехники с белизной. Облучение квартиры у/ф лампой ежедневно. Вся посуда моется с моющим средством, а лучше в посудомойке.
Желательно лечиться всей семьёй, потому что с вероятностью 70% носители — все.
3. Медикаменты.
Первый раз лечил — Кларитромицин 500 мг. Амоксиклав 250+125, Омез. 2 недели.
На гигиене не заморачивался. Через пару недель — ремиссия.
Второй раз, — Кларитромицин 500 мг. Амоксиклав 250+125, Омез. 2 месяца.
Заморачивался на гигиене. Всё получилось.
Третий раз — Кларитромицин 500 мг. Амоксиклав 250+125, Метронидазол Омез. 2 месяца. Заморачивался на гигиене. Успех.
Четвёртый раз — Де-нол (цитрат висмута). 4 раза в сутки 1 месяц. Заморачивался на гигиене. Успех.
Так же надо понимать что у гастрита (дословно — воспаление желудка) причин может быть куча, кроме хелика. и заброс желчи и секрета поджелудочной, и химический ожог, и другие всякие весёлые инфекции. Если причина не он, то и лечиться от него не надо. :)diwnisos
10.09.2017 23:47В ряд причин гастрита добавлю еще злоупотребление Нестероидными противовоспалительными. Так что господа глотать ибупрофен, кетанов и тд горстями нельзя.
Lsh
11.09.2017 11:11Так что господа глотать ибупрофен, кетанов и тд горстями нельзя.
Так не только гастрит, но и язву получить можно.
Lsh
10.09.2017 23:53+1Кто вас надоумил про гигиену? По поводу h.pylori есть куча разных теорий о его механизмах распространения, жизнедеятельности и т.п. Некоторые врачи утверждают, что подавляющее большинство заражается в детстве, только проблемы начинаются далеко не сразу. Кто-то говорит, что один раз пролечившись опять не подцепить, т.к. иммунитет его победит раньше, чем он приживётся, а если после лечения он нашёлся опять, то просто плохо лечили.
А разве одни и те же антибиотики назначают повторно после неудачи? Мне кажется, что это имеет мало смысла, т.к. h.pylori уже к ним привыкает.
И с успехом не очень понятно. Вы на гигиене заморочились, а потом ещё следующие подходы. Так какой же тут успех, если опять лечить? Кстати, какие были промежутки времени между подходами?
Насколько я знаю, один Де-нол не назначают, т.к. он в одиночестве крайне малоэффективный.
Каким методом вы диагностировали наличие и отсутствие h.pylori? Есть много вариантов ложных результатов.
Lsh
10.09.2017 23:58Интересный метод. Насколько я понял, тут дело не только в том, чтобы погасить кислоту, но и в том, чтобы доставить небольшое количество антибиотика до цели. Из этого можно сделать предположение, что с пониженной кислотностью машинки не заработают и дозу антибиотика нужно будет повышать.
cubicBEAR
11.09.2017 18:51К сожалению стук в нанобубен продолжается. Это не «машины». Это металлические частицы с полимерным покрытием. Перевод пресс-релиза университета, к сожалению, чаще всего приводит к классическому «ученые открыли путешествие во времени...»
Ванга я знаю лично, он всегда занимался аналитической электрохимией (написав кучу учебников) и никакой он ниразу не «наноинженер».
Zmiy666
Я то думал, наконец собрали управляемую микромашину для точечной доставки препарата к очагам поражения… а тут всего лишь булькающая, рандомно перемещающаяся в кислоте хренька, рассеивающая антибиотик по ходу нейтрализации кислоты… чего ней от машины — ну вот совсем неясно.
tormozedison
Была бы эта штука управляемой, называлась бы микророботом. Так называется робот с габаритами от 1 мкм до 1 мм. Термин "микромашина", впрочем, тоже занят — это любой электродвигатель или генератор мощностью менее одной "лошади" (нижнего предела нет). И один известный завод назван так именно по этой причине.
arielf Автор
Ежели ничего не делать — ничего и не будет — логично?