Leki w formie nanowłókniny – z kontrolowanym uwalnianiem substancji

Naukowcy z PAN opracowali nanowłókninę, która pozwala na kontrolowane uwalnianie leku. Odpowiednie wytworzenie i „zaprogramowanie” tego systemu sprawia, że substancja lecznicza może być dawkowana przez określony czas i trafiać w konkretne miejsce.

Wynalazek powstał w Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu oraz Śląskim Uniwersytecie Medycznym.

Włóknina widziana gołym okiem przypomina kartkę papieru lub płótno o grubości poniżej 1 mm. Składa się jednak z tak małych elementów, że oglądanie jej struktury jest możliwe dopiero za pomocą mikroskopu elektronowego. Struktura włókniny przypomina naturalne rusztowanie komórkowe występujące w żywym organizmie. Dzięki temu materiał może być zasiedlany przez komórki i przez to przyspieszać regenerację chorych tkanek, a uwalniając substancje lecznicze – może pełnić ponadto funkcję terapeutyczną.

Sposób wytwarzania tej włókniny wytłumaczył Jakub Włodarczyk z Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu. – Za pomocą metody elektroprzędzenia biodegradowalnych roztworów polimerowych wytwarzamy mikro- oraz nanowłókna, z których następnie formujemy włókninę. Polega to na wytwarzaniu cienkich włókien za pomocą sił pola elektrycznego, które – przeplatając się ze sobą w przypadkowy sposób – tworzą nanomateriał – powiedział.

Wynalazek dotyczy sposobu kontrolowania szybkości uwalniania leków. – Aby osiągnąć zamierzony rezultat, wytwarzany jest przeplot mikrowłókien zwierających lek z nanowłóknami polimeru kontrolującego szybkość jego uwalniania, różniącego się od nich zwilżalnością przez wodę. Leki możemy wprowadzić do hydrofobowych polimerów („odpychających” od siebie wodę – red.), które są odporniejsze na działanie płynów biologicznych w ciele. Dzięki temu mogą się one rozpuszczać i być dostarczane do organizmu przez określony czas – długo, nawet przez rok lub w przypadku zastosowania polimerów hydrofilowych i rozpuszczalnych – krótko np. w kilka godzin – mówił.

Co ważne, możliwe jest wytworzenie mieszanki włókien w taki sposób, by substancje lecznicze trafiały tylko w konkretne miejsce. Takie rozwiązanie może być wykorzystane w przyszłości np. w leczeniu nowotworów. – Operacje wycięcia guza nie zawsze dają możliwość usunięcia wszystkich chorych komórek. Dlatego w takie miejsce można by wprowadzić naszą nanowłókninę, która będzie uwalniała substancje lecznicze bezpośrednio trafiające w te chore komórki, dzięki czemu leki nie zaszkodzą swoim działaniem zdrowym komórkom. Pozwoli to w jakimś stopniu zminimalizować skutki uboczne chemioterapii, której działanie na cały organizm, ze względu na podanie ogólnoustrojowe np. dożylne, jest niezwykle toksyczne – podkreślił Włodarczyk.

Opracowany przez naukowców materiał, po wprowadzeniu do niego odpowiedniej substancji leczniczej i odpowiedniej modyfikacji, może być wykorzystany na skórze (np. w leczeniu trudno gojących się ran) lub w innych zastosowaniach wewnątrz ciała m.in. jako siatka w leczeniu przepukliny. Implantacja nanowłókniny jest możliwe dzięki zastosowaniu biodegradowalnych polimerów, które – wraz z uwalnianym lekiem – rozpuszczają się i wchłaniają do organizmu.

– Nie ma ograniczeń co do typu i rodzaju aplikowanych substancji leczniczych, ponieważ istnieje wiele sposobów na wprowadzenie danego leku do włókien, w zależności od zapotrzebowania – tłumaczył Włodarczyk.

W ocenie naukowca nanowłókna z lekami w najbliższej przyszłości nie będą stosowane na szeroką skalę. – Chodzi bardziej o możliwość spersonalizowanych terapii, dostosowanych do potrzeb konkretnych chorych – wskazał.

Jak podał Włodarczyk, proces wdrażania systemów kontrolowanego uwalniania substancji leczniczych w formie nanowłókniny jest obecnie na etapie badań przedklinicznych i klinicznych, w różnych jednostkach badawczych na świecie. – Sama technologia nie jest skomplikowana, aparatura jest powszechna, jednak dopuszczenie nowych form leczenia wymaga czasochłonnych, dokładnych badań. Myślę, że wdrożenie naszego rozwiązania może nastąpić za kilka lat – powiedział Jakub Włodarczyk. (PAP – Nauka w Polsce)

Agnieszka Kliks-Pudlik, fot. freepik.com

Data publikacji: 08.05.2025 r.