Китай створив пластир для органів, що доставляє ліки бездротово

08 травня 2025 р. 13:01

08 травня 2025 р. 13:01

Китайські науковці розробили бездротовий нанофлюїдний пластир NanoFLUID, тонший за папір, який прикріплюється безпосередньо до органу і забезпечує точну та ефективну доставку лікарських препаратів до цільових клітин, вирішуючи одну з ключових проблем сучасної медицини.

Традиційні системи доставки ліків мають суттєві обмеження. Вони розповсюджують лікарські препарати по всьому організму без чіткого спрямування на цільовий орган. Такий підхід вимагає збільшення дозування і може спричиняти побічні ефекти. Особливо гостро ця проблема стосується великомолекулярних ліків на основі білків, які часто блокуються клітинними мембранами.

Дослідники з Університету Бейхан та Пекінського університету вирішили подолати ці перешкоди. Вони створили інноваційний пластир, який функціонує як “магістраль для доставки ліків” безпосередньо до потрібного органу. Результати їхнього дослідження були нещодавно опубліковані в престижному науковому журналі Nature.

Ключовою особливістю розробки є поєднання гнучкої електроніки з технологіями мікро- та нанообробки для створення бездротового джерела живлення. Це дозволяє системі функціонувати без батарей та мікросхем, що значно спрощує її застосування в умовах живого організму. Пластир забезпечує цільову доставку лікарських препаратів з високою точністю та ефективністю.

Принцип роботи нанофлюїдного пластиря

Пластир NanoFLUID має унікальну структуру “нанопори-мікроканал-мікроелектрод”. Ця конструкція забезпечує безпечну та ефективну електроперфорацію клітинної мембрани при низькій напрузі. Система використовує надвисоку напруженість електричного поля, що утворюється в нанопорах, для швидкої і точної доставки молекул ліків до цільового місця.

“Він може безпечно перфорувати клітинні мембрани за низької напруги і завдяки надвисокій напруженості електричного поля, що утворюється в його нанопорах, швидко і точно доставляти молекули ліків до цільового місця” , – пояснюють дослідники. Така технологія дозволяє прискорити внутрішньоклітинний транспорт лікарських препаратів приблизно в 100 000 разів порівняно зі звичайними дифузійними методами.

Система працює при відносно низькоамплітудних імпульсах, що забезпечує її безпечність для тканин організму. Пластир створює тимчасові пори в клітинних мембранах, через які лікарські препарати можуть проникати безпосередньо всередину клітин. Це особливо важливо для доставки великомолекулярних біофармацевтичних препаратів, які зазвичай не здатні самостійно проникати через клітинні мембрани.

Результати клінічних випробувань

Дослідники провели комплексне тестування пластиря NanoFLUID у різних клінічних сценаріях. Випробування включали лікування пухлин молочної залози, терапію гострих пошкоджень печінки та моделювання розвитку пухлин. У всіх випадках система продемонструвала високу ефективність, безпеку та контрольованість цільової доставки лікарських препаратів.

“Трансфекція генної бібліотеки in vivo за допомогою NanoFLUID також дозволила провести ефективний скринінг основних факторів метастазування раку молочної залози в легені та печінку” , – зазначають автори дослідження. Завдяки цій технології вчені змогли ідентифікувати DUS2 як специфічний для легень фактор метастазування, що відкриває нові перспективи в розумінні механізмів поширення раку.

Окрім безпосередньої доставки ліків, система NanoFLUID має додаткову функцію збору інформації про захворювання. Це дозволяє використовувати пластир не лише для лікування, але й для діагностики та моніторингу перебігу захворювань. Така подвійна функціональність значно розширює потенційні сфери застосування розробки.

Перспективи застосування в медицині

Чан Лінцянь, професор Школи біологічної та медичної інженерії Університету Бейхань, підкреслює значний потенціал розробки: “Це дослідження вже застосовується в медичній естетиці та лікуванні травм шкіри, і воно має великі перспективи для майбутніх методів лікування основних проблем зі здоров’ям, таких як рак і травми” .

Технологія NanoFLUID відкриває нові можливості у галузі персоналізованої медицини. Здатність системи забезпечувати індивідуальну доставку лікарських препаратів до цільових органів дозволяє розробляти більш ефективні терапевтичні стратегії з меншими побічними ефектами. Це особливо важливо для лікування онкологічних захворювань, де точність доставки хіміотерапевтичних препаратів має вирішальне значення.

Пластир може також використовуватися для проведення глибших досліджень взаємозв’язків між різними захворюваннями. Здатність системи збирати інформацію про стан органу дозволяє створювати більш повну картину патологічних процесів та розробляти комплексні підходи до їх лікування. Це може привести до нового розуміння механізмів розвитку захворювань та вдосконалення методів їх діагностики та терапії.

Китайська розробка є частиною глобального тренду на створення “розумних” систем доставки ліків. Проте унікальність NanoFLUID полягає в його бездротовій природі та здатності функціонувати без батарей і мікросхем. Це значно спрощує конструкцію та потенційно знижує вартість виробництва, що є важливим фактором для широкого впровадження технології в клінічну практику.

Інноваційний нанофлюїдний пластир представляє собою важливий крок у розвитку цільової доставки ліків та персоналізованої медицини. Він поєднує досягнення в галузі нанотехнологій, електроніки та біомедичної інженерії для створення ефективного інструменту боротьби з серйозними захворюваннями.

Наука