Для людей, страдающих диабетом и другими гормональными расстройствами, оставаться «здоровыми» — значит сохранять бдительность. Чтобы достичь максимального эффекта при минимальном вреде организму, нужно чётко соблюдать график приёма лекарств, строго следя за их дозировкой.
Но постоянная слежка за самим собой, боязнь пропустить нужный момент (или вообще забыть о лекарстве) для многих больных, вынужденных делать регулярные инъекции, оборачиваются не просто кошмаром, а каждодневным стрессом. К счастью, благодаря усилиям учёных из Сельскохозяйственного университета Техаса (США) жизнь несчастных может заметно улучшиться.
Итогом изысканий техасских учёных, подробности которых изложены в журнале Drug Delivery Letters, стало создание метода производства микроскопических частиц, кои, попав в кровоток, способны доставлять лекарственное вещество к месту назначения в теле больного. В отличие от аналогов, новые «грузовые» частицы потенциально смогут периодически администрировать дозы содержащихся в них медикаментов в течение дня (подобная способность считается самой трудной для практической реализации). Если это удастся не только в теории, но и на практике, пациенты с гормональными расстройствами наконец-то распрощаются с многократным иглоукалыванием.
Обычно «грузовые» частицы работают в одноразовом режиме, то есть лекарство высвобождается из переносящего его объекта либо медленно, но непрерывно, либо сразу, в один момент. Иногда это действительно нужно, но в большинстве случаев совершенно не годится — к примеру, при диабете первого типа, когда инсулин должен поступать в организм через определённые промежутки времени. И вот тогда на сцену должны выйти «наногрузовики», способные к периодическому высвобождению новых порций лекарства. Чтобы создать такие частицы, учёные обратились к использованию рН-чувствительного гидрогеля в паре с ионообменным материалом.
При помощи ионообменника «грузовые» частицы подвергаются сложным химическим превращениям, приводящим к тому, что они то расширяются, то снова сжимаются. При каждом расширении «створки» частицы открываются, позволяя доле вещества выйти наружу. И наоборот: при сжимании «створки» закрываются, и остатки заключённого в частице препарата не могут попасть во внешнее пространство.
Ионообменник же можно сравнить с конвертером, функционирующим на молекулярном уровне. Это вещество, состоящее из микроскопических кристаллов, которые встроены в основной материал «грузовой» частицы (гидрогель), помогает менять рН-уровни внутри гидрогеля. Если точнее, то ионообменник захватывает ионы натрия, высвобождая протоны и образуя молекулярные соединения. Вначале натрий диффундирует в гидрогель и запускает ионообменную реакцию, в результате которой образуются свободные протоны, и уровень рН в гидрогеле понижается, что вызывает сжатие частицы. Позже, когда рН-уровень становится достаточно низким, ионообменная реакция начинает идти в обратную сторону, дабы восстановить равновесие. В этом случае уже гидроксид-ионы диффундируют в гидрогель, нейтрализуя кислые протоны и образуя воду. Гидрогель же абсорбирует образующуюся воду и разбухает. Этот цикл — набухания и сжатия — можно повторять несколько раз в зависимости от наличия ионов натрия и гидроксила для проведения ионообменного процесса.