Разработан материал для лучшего проникновения лекарственных препаратов в хрящ

Просмотров: 308

Опубликовано 03.12.2018, 15:35 (мск) Хусаинов Руслан Халилович в Новости, Ортопедия, Фармакология

Очень плохая статьяПлохая статьяТак себе статьяХорошая статьяОтличная статья (1 проголосовавших, средняя оценка: 5,00 из 5)
Загрузка...

Остеоартрит (артроз) — это заболевание, вызывающее сильную боль в суставах. Некоторые лекарственные препараты могут помочь облегчить боль, но нет никаких методов лечения, которые могут приостановить или замедлить разрушение хряща, связанное с этим заболеванием.

Патогенез остеоартроза

Остеоартрит — прогрессирующее заболевание, которое может быть вызвано травмой, такой как разрыв связки; это также может быть следствием постепенного изнашивания хряща по мере старения человека.Таким образом, хрящ производится клетками, называемыми хондроцитами, и он не может быть заменен после повреждения.

Материалы и методы обследования

Для усовершенствования методов лечения остеоартрита инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый материал, который может вводить препараты непосредственно в хрящ. Материал может проникать глубоко в хрящ, поставляя лекарственные средства, которые могут потенциально восстанавливать поврежденные ткани.

«Данная методика способствует проникновению материала непосредственно в клетки, которые испытывают истощение, и внедрение различных видов терапии, которые могут изменить их в лучшую сторону», — говорит автор исследования Паула Хэммонд (Paula Hammond), сотрудник Массачусетского технологического института.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science Translational Medicine.

Результаты научной работы

В исследовании на крысах ученые показали, что инъекция экспериментального препарата, называемого инсулиноподобным фактором роста 1 (IGF-1) с этим новым материалом, предотвращало разрушение хряща гораздо эффективнее, чем инъекция препарата в сустав без материала.

Предыдущие исследования показали, что IGF-1 может помочь регенерировать хрящ у животных. Тем не менее, многие препараты для лечения остеоартрита не показали успеха в клинических испытаниях. Группа ученых из Массачусетского технологического института предполагает, что это связано с тем, что препараты смогли достичь глубокого слоя хондроцитов, на которые они были нацелены. Чтобы преодолеть это, они приступили к разработке материала, который мог бы проникнуть через хрящ.

Молекула по форме сферы, которые они придумали, содержит много разветвленных структур, называемых дендримерами, которые отделяются от центрального ядра. Молекула имеет положительный заряд на кончике каждой из ее ветвей, что помогает ей связываться с отрицательно заряженным хрящом. Некоторые из этих зарядов можно заменить коротким гибким, водопоглощающим полимером, известным как PEG, который может находиться на поверхности и частично покрывать положительный заряд. Молекулы IGF-1 также прикреплены к поверхности.

Когда эти частицы вводят в сустав, они покрывают поверхность хряща, а затем начинают проникать через него. Это легче сделать, чем для свободного IGF-1, так как положительные заряды сфер позволяют им связываться с хрящом и не позволяют им смываться. Благодаря гибким цепям PEG на поверхности, которые распознают заряд при движении, молекулы могут ненадолго отсоединиться от хряща, что позволяет им проникать глубже в ткань.

«Мы нашли оптимальный диапазон заряда, чтобы материал мог связывать ткань и отсоединяться для дальнейшей диффузии, а не быть настолько сильным, что он просто бы застревал на поверхности», — говорит Гейгер.

Когда наночастицы достигают хондроцитов, молекулы IGF-1 связываются с рецепторами на поверхностях клеток и стимулируют клетки, чтобы начать продуцировать протеогликаны, строительные блоки хряща и других соединительных тканей. IGF-1 также способствует росту клеток и предотвращает их гибель.

Когда исследователи ввели наночастицы в коленные суставы крыс, они обнаружили, что материал имеет период полураспада около четырех дней, что в 10 раз дольше, чем IGF-1, введенный сам по себе. Концентрация препарата в суставах оставалась достаточно высокой, чтобы продлить терапевтический эффект в течение примерно 30 дней. Пациенты могут извлечь большую пользу из совместных инъекций, которые могут быть введены только ежемесячно или раз в две недели, — говорят исследователи.

В исследованиях на животных ученые обнаружили, что хрящ в поврежденных суставах, обработанных комбинацией наночастиц и лекарственных препаратов, был гораздо менее поврежден, чем хрящ в нелеченных суставах, обработанных только IGF-1. В суставах также было обнаружено снижение воспаления и формирование более толстого хряща.

Хрящ в суставах крыс имеет толщину около 100 микрон, но исследователи также показали, что их частицы могут проникать в области до 1 мм толщины хряща в суставе человека.

Исследователи начали разработку этого материала как способ лечения остеоартрита, который развивается после травмы, но они считают, что он также может быть адаптирован для лечения остеоартрита, связанного с возрастом. Теперь они планируют изучить возможность доставки различных видов препаратов, таких как факторы роста, которые блокируют воспалительные цитокины и нуклеиновые кислоты, такие как ДНК и РНК.

Авторы другого исследования ответили на вопрос, почему травма коленного сустава приводит к остеоартриту.


 

Подписаться на «Medical Insider» в Яндекс Дзене


 
Хусаинов Руслан Халилович (3162 Статей)
Должность - Координатор проекта. E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед г. Санкт-Петербург.