Представьте себе материал, который сам «чувствует», когда в суставе начинается воспаление, и именно тогда высвобождает лекарство. Без внешних датчиков, без постоянных инъекций. Такой «умный» гель разработали исследователи из Кембриджского университета (University of Cambridge).
Как работает гель?
Во время обострения артрита сустав становится не только болезненным и опухшим, но и слегка более кислым по сравнению с нормальными тканями. Новый материал реагирует именно на это — при сдвиге кислотности он размягчается и переходит в более «желеобразное» состояние. В этот момент из его структуры высвобождаются молекулы противовоспалительного препарата.
Важно, что диапазон чувствительности у геля очень узкий: он не реагирует на обычные колебания pH в организме. Это значит, что лекарство высвобождается строго «по адресу» — там и тогда, где оно действительно нужно. Такой подход снижает риск побочных эффектов и позволяет действовать точнее, чем привычные методы терапии.
Почему это важно?
Артрит — одно из самых распространённых хронических заболеваний. В одной только Великобритании им страдают более 10 миллионов человек, а ежегодные расходы Национальной службы здравоохранения (NHS) на лечение оцениваются в 10,2 млрд фунтов. По всему миру число пациентов перевалило за 600 миллионов.
Если новый материал окажется безопасным и эффективным, его можно будет использовать как искусственный хрящ в повреждённых суставах. Такой «биоимплантат» будет не просто механически заменять ткань, но и постоянно доставлять лекарства, снимая воспаление и облегчая боль.
Кто стоит за разработкой?
Работа велась в исследовательской группе Орена Шермана (Oren Scherman), профессора супрамолекулярной и полимерной химии и директора Мелвиллской лаборатории синтеза полимеров при Кембриджском университете (University of Cambridge). Его команда уже много лет занимается созданием материалов, которые по своим свойствам напоминают хрящевую ткань.
По словам Шермана, объединение таких материалов с целевой доставкой препаратов открывает «по-настоящему захватывающую перспективу».
Первый автор работы — Стивен О’Нил (Stephen O’Neill) — отмечает, что эти материалы можно рассматривать как сенсоры, способные «замечать», что в организме что-то пошло не так, и реагировать точечно: «Это может снизить потребность в частых приёмах лекарств и заметно улучшить качество жизни пациентов».
Где опубликовано исследование?
Результаты работы представлены в журнале Journal of the American Chemical Society.
Что показали эксперименты?
Чтобы проверить концепцию, исследователи загрузили гель флуоресцентным красителем — моделью лекарства. В лабораторных условиях он высвобождался значительно активнее именно при кислотности, характерной для воспалённого сустава, чем при нормальном pH.
«Мы можем тонко настраивать химию этих гелей, делая их особенно чувствительными к сдвигам кислотности, — поясняет соавтор исследования Джейд МакКюн (Jade McCune). — Это означает, что препараты будут высвобождаться именно в очаге воспаления».
Что дальше?
Команда планирует перейти к испытаниям в живых системах, чтобы оценить безопасность и эффективность в условиях, близких к реальной физиологии. Если подход подтвердит свою жизнеспособность, это может стать прорывом не только для лечения артрита, но и для терапии других хронических болезней, включая рак.
Финансирование проекта обеспечили Европейский исследовательский совет (European Research Council) и Совет по инженерным и физическим наукам (Engineering and Physical Sciences Research Council, EPSRC), входящий в структуру UK Research and Innovation (UKRI).
- Stephen J.K. O’Neill, Yuen Cheong Tse, Zehuan Huang, Xiaoyi Chen, Jade A. McCune, Oren A. Scherman. Kinetic Locking of pH-Sensitive Complexes for Mechanically Responsive Polymer Networks. Journal of the American Chemical Society, 2025; 147 (37): 33337 DOI: 10.1021/jacs.5c09897
