Кальмары против уколов: инженеры создали чудо-капсулу, которая заменит иглы

Научная группа под руководством Джованни Траверсо из Массачусетского технологического института разработала принципиально новый способ доставки лекарственных препаратов. А главную “фишку” этого метода ученые позаимствовали у морских головоногих моллюсков.

Ученые досконально изучили механизм движения и защиты у этих животных. Кальмары стремительно перемещаются в воде, используя реактивный принцип: набирают воду в мантийную полость и резко выбрасывают её через сифон. Для защиты и дезориентации хищников они выпускают в воду чернильное облако – именно эта способность привлекла внимание разработчиков.

Инновационная капсула размером с черничную ягоду доставляет лекарственные препараты прямо в стенки желудка или других органов пищеварительного тракта без единой иглы. Механизм её работы настолько продуман, что может стать настоящим спасением для миллионов пациентов, которые боятся инъекций.

Принцип действия капсулы основан на двух ключевых технологиях – использовании сжатого углекислого газа или туго скрученных пружин. Специальный углеводный триггер растворяется при определенном уровне кислотности или влажности, высвобождая накопленную энергию. В результате препарат под высоким давлением буквально впрыскивается в подслизистый слой пищеварительного тракта.

Инженеры разработали две модификации капсулы с уникальными характеристиками. Первая – с плоским дном и высоким куполом – фиксируется на поверхности, например, желудка и выбрасывает препарат строго вертикально. Вторая, трубчатой формы, способна ориентироваться в протяженных органах – пищеводе или тонком кишечнике – и доставлять лекарство в боковую стенку.

Над проектом работала международная команда исследователей из MIT, больницы Brigham and Women's и фармацевтической компании Novo Nordisk. Ведущими авторами научной работы стали Грэм Аррик и научные сотрудники Драго Стикер и Агиад Газал.

Новая технология позволит врачам доставлять крупные молекулярные соединения, которые ранее было невозможно вводить перорально. Речь идет о таких сложных препаратах, как инсулин, антитела, молекулы РНК и других терапевтических соединениях.

Экспериментальные исследования показали впечатляющие результаты. Ученые протестировали капсулу на доставку инсулина, препаратов для лечения диабета, подобных Оземпику, и даже малых интерферирующих РНК. Концентрация веществ в крови подопытных животных практически не отличалась от таковой при классических инъекциях.

Важнейшее преимущество нового метода – полная безопасность. Исследователи не обнаружили никаких признаков повреждения тканей. Более того, капсула изготовлена из металла и пластика, после использования она естественным образом выводится из организма.

Экономическая целесообразность также очевидна. Технология сокращает затраты на утилизацию медицинских отходов и упрощает процедуру самостоятельного введения препаратов.

Научная команда уже адаптировала устройство для применения в медицинских учреждениях. Существует версия, которую можно прикрепить к эндоскопу и использовать непосредственно в операционной или смотровом кабинете.