كبسولات نانوية لنقل الأدوية بدقة

نجح فريق دولي من الباحثين في تطوير نوع جديد تمامًا من حاملات الأدوية المصممة لنقل الأدوية إلى العضو المصاب - كبسولات نانوية هلامية ذات غلاف مزدوج

[ترجمة د.نحماني موشيه]
نجح فريق دولي من الباحثين في تطوير نوع جديد تمامًا من حاملات الأدوية المصممة لنقل الأدوية إلى العضو المصاب - كبسولات نانوية هلامية ذات غلاف مزدوج.

وعلى الرغم من أن البحث في مرحلته الأساسية للغاية، إلا أن العالم إيجور بوتيمكين، الأستاذ في قسم الفيزياء بجامعة موسكو الحكومية، يؤكد أن تطوير كبسولات نانوية مثالية لنقل الأدوية المستهدف بناءً على هذا البحث سيكون ممكنًا. احتمال عملي بالفعل في السنوات المقبلة، وأن الإنتاج نفسه سيكون رخيصًا جدًا لقد ركز العلماء لسنوات عديدة على تطوير أنظمة النقل المستهدف للأدوية. وتقوم العديد من المختبرات حول العالم بدراسة هذا الموضوع، وذلك على ضوء أن الإمكانات الكامنة في مثل هذه الأنظمة الفعالة هائلة. تم إنشاء العديد من "الناقلات النانوية" المصممة لنقل الأدوية إلى هدف محدد في الجسم على مر السنين، ومع ذلك، لا يزال العلماء يواجهون العديد من التحديات. التحدي الأكبر هو كيفية منع الدواء من بدء نشاطه قبل أن يصل إلى المكان الصحيح في الجسم.

"تقوم العديد من الناقلات الموجودة بتخزين الأدوية داخلها بمساعدة تفاعلات كهروستاتيكية طويلة المدى - حيث تنجذب الحاملة إلى الدواء المشحون بشحنة كهربائية معاكسة. لا تعتمد طريقتنا على الروابط الكهروستاتيكية على الإطلاق - فملء الهلام النانوي بالجزيئات النشطة و"قفلها" في مكانها الملائم وإطلاقها المتحكم فيه كلها يتم التحكم فيها بواسطة درجة الحرارة. لذلك، فإن الأدوية نفسها يمكن أن تكون مشحونة كهربائيًا ومحايدة على حد سواء،" يوضح أحد الباحثين. وبحسب الباحثين، هناك وسائل أخرى لتنشيط إطلاق الأدوية، على سبيل المثال، المجال المغناطيسي الخارجي ومستوى الحموضة (pH). على أية حال، لا يزال الباحثون يواجهون مشكلة كفاءة إطلاق الدواء.

قرر الباحثون استخدام كبسولات هلامية نانوية، والتي تم الاستهانة بها سابقًا، كأنظمة حاملة. كانت المشكلة الرئيسية في استخدام هذه الأنظمة في الماضي هي ميلها إلى الالتصاق بالجزيئات المجاورة أثناء تحميل الأدوية. مثل هذا السلوك جعل نقل الأدوية مستحيلاً أو غير فعال على الإطلاق. وقد تمكن العلماء من حل هذه المشكلة عن طريق إنشاء حامل يتكون، مثل البيضة، من طبقتين من الأغشية ذات تركيب كيميائي مختلف. تتمتع الطبقة المسامية الخارجية بدور وقائي (مثبت) يمنع تجمع الكبسولات النانوية، بينما تكون مسام الطبقة الداخلية قادرة على الفتح والإغلاق حسب درجة الحرارة. أثناء مرحلة التعبئة، تكون مسام الطبقتين مفتوحة ويمتص هلام النانو جزيئات الدواء داخلها، على غرار الإسفنجة. وفي الخطوة التالية، يتم تغيير درجة الحرارة وإغلاق المسام الموجودة داخل الطبقة الداخلية، وبالتالي حبس الأدوية الجاهزة للنقل دون الإضرار بفعاليتها. في الخطوة التالية، تفتح المسام مرة أخرى وسيتم إطلاق الجزيئات النشطة فقط في المواقع المناسبة من حيث درجة الحرارة. تم إجراء تركيب الطبقتين حول قلب السيليكا. في الخطوة الأخيرة، يتم إذابة اللب كيميائيًا مما يخلق مكانًا فارغًا جاهزًا لملءه بالمركبات النشطة.

كانت المشكلة الرئيسية في هذه الدراسة هي أن الباحثين تصرفوا بشكل شبه مؤكد، عندما لا يعرفون كيف ستتصرف الكبسولة النانوية، وما إذا كان المكان المناسب بداخلها سيبقى مستقرًا بعد إزالة نواة السيليكا أم أنها ستنهار، وما إذا كان سيكون حجم المسام كافيًا لالتقاط الدواء وإطلاقه كما هو مطلوب أثناء النقل داخل الجسم. لحسن الحظ، تبين أن هذه المخاوف لا أساس لها من الصحة - فاستجابة للتغيرات في درجات الحرارة، فتحت المسام وأغلقت كما هو متوقع، وظلت محتويات الكبسولة سليمة، ولم يظل المكان الداخلي مستقرًا من حيث بنيته فحسب، بل حتى توسعت مقارنة بحجمها الأصلي.

في هذه المرحلة، يعتبر البحث بحثًا أساسيًا تمامًا، وكان الهدف منه في الأصل إثبات جدوى الفكرة. وأجريت التجارب نفسها في نطاق درجة حرارة 42-32 درجة مئوية، وهي أعلى بقليل من درجة الحرارة المناسبة للأنظمة البيولوجية، لكن الباحثين واثقون من أنهم سيكونون قادرين على تكييف نطاق درجة الحرارة مع جسم الإنسان.

ملخص المقال

طريقة لتحضير حاملات الأدوية وبنيتها النانومترية. يعتمد التقاط الدواء وإطلاقه على درجة الحرارة المحيطة بالنظام الحامل. [بإذن من: إيجور بوتيمكين/ التقارير العلمية]