Связаться с приемной комиссией
Меню раздела
Основное меню
Полученные результаты станут основой для разработки принципиально новых назальных систем доставки лекарств, а использование современных методов и материалов позволит обеспечить высокую биодоступность фармацевтических субстанций и заданную фармакокинетику. В свою очередь, методы математического моделирования позволят ускорить процесс разработки, оптимизировать состав лекарственных средств, обеспечить возможность варьирования состава и точного дозирования, а также снизить объемы натурных экспериментов
Ученые РХТУ им. Д.И. Менделеева успешно завершили работу над проектом «Нанобиотехнологии в диагностике и терапии социально значимых заболеваний», в ходе которого было получено несколько перспективных разработок, касающихся как создания новых лекарственных композиций на основе биополимерных аэрогелей, так и разработки устройств для точного дозирования и оптимального распыления лекарств. Работа над проектом велась в рамках консорциума, в который вошли несколько научных организаций: РХТУ им. Д.И. Менделеева, ФГБУ «НМИЦ ПН им. В.П. Сербского» Минздрава России, ИБМХ, ИОНХ РАН, ИОХ РАН.
В ходе проекта была разработана новая технология получения сухих назальных спреев на основе биополимерных аэрогелей. Такие спреи являются перспективной формой для лечения социально значимых заболеваний: в частности, были успешно получены фармацевтические композиции с кломипрамином, мелатонином, пептидом дельта-сна и триптофаном. На базе разработанных подходов планируется расширение спектра активных фармацевтических субстанций и получение новых композиций с противовирусными и онкологическими препаратами, а также антибиотиками.
«Биополимерные аэрогели выступают в роли эффективного транспорта лекарственных средств в обонятельную область носовой полости, обеспечивают длительное время удерживания на поверхности слизистой оболочки носа, быстрое высвобождение и доставку в кору головного мозга по механизму nose-to-brain. Создание сухих спреев позволяет реализовать адресную доставку, уменьшить терапевтическую дозу, и, как следствие, снизить токсический эффект. Кроме того, разработанные биополимерные аэрогели являются перспективными матрицами-носителями для широкого спектра активных фармацевтических субстанций», ― рассказала заведующий кафедрой химического и фармацевтического инжиниринга РХТУ Наталья Меньшутина.
Помимо этого, в ходе исследований была разработана информационная система подбора композиции лекарственного средства, которую можно использовать при создании новых лекарств. Использование информационной системы позволяет подобрать параметры эксперимента, обеспечивающие получение композиции с целевыми свойствами. Это позволяет существенно уменьшить количество требуемых экспериментальных исследований и, следовательно, сократить время и затраты на разработку новых композиций.
Кроме того, в рамках проекта была разработана мультимасштабная модель, включающая распыление полидисперсного состава назального спрея с последующим осаждением частиц, высвобождение и диффузию фармацевтических субстанций в носовой полости. Предложенный подход может быть использован для подбора параметров распыления в носовую полость как твердых, так и жидких лекарств: он позволяет заранее выявить наиболее подходящие типы дозирующих распылительных устройств, обеспечивая точность дозирования и однородность распределения при каждом применении.
На основании полученной модели планируется разработка прототипа дозирующего устройства с использованием методов 3D-печати, которые позволят спроектировать и получить устройство заданной геометрии на основе полученных расчетных данных.
«В перспективе на основе разработанной мультимасштабной модели может быть построена полноценная модель дыхательной системы человека для моделирования распыления как назальных, так и ингаляторных форм для предсказания мест осаждения частиц и осуществления обратного инжиниринга – оптимизации размеров и свойств частиц для наиболее эффективной адресной доставки», – отмечает Наталья Меньшутина.
По мнению ученых Менделеевского университета, перспективным является расширение функционала и сферы применения модели высвобождения и диффузии лекарственных средств. В частности, возможно объединение полученной модели с моделью инсульта, разработанной коллегами из РНИМУ им. Н.И. Пирогова: такой подход позволит прогнозировать необходимые дозы и интервалы введения лекарств при лечении инсульта.
Точность разработанных мультимасштабных моделей и эффективность сухих назальных спреев на основе биополимерных аэрогелей подтверждены доклиническими исследованиями, проведенными научными сотрудниками ФГБУ «НМИЦ ПН им. В.П. Сербского» Минздрава России.
В будущем планируется использование методов 3D-печати для разработки трехмерного макета носовой полости, который может быть использован для исследования и выявления областей осаждения лекарственных форм и корректировки геометрии дозирующего устройства при имитации введения формуляций в анатомическую модель носовой полости. Данная технология позволит значительно продвинуться в разработке высокоэффективных назальных систем доставки лекарственных средств.
