Ученые МИСИС создали гидрогель для лечения остеоартрита
Российские ученые создали гидрогель, который после введения в сустав удерживает противовоспалительный препарат в пораженной области и обеспечивает его действие примерно в течение двух недель. В лабораторных испытаниях гидрогель не показал токсического действия на клетки хрящевой и соединительной тканей человека
Источник: МИСИС. Соавтор исследования, выпускник программы «Биотехнология» Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Дмитрий Войцеховский.
МОСКВА, 27 августа /Новости науки/. Ученые НИТУ МИСИС разработали прототип гидрогеля для локальной терапии остеоартрита. Как сообщили в университете, разработка позволит повысить эффективность лечения и снизить риск возникновения побочных эффектов.
«Инновационная разработка позволяет доставлять противовоспалительный препарат непосредственно в пораженную область сустава и постепенно высвобождать его в течение двух недель: это не требует повторных процедур и ускоряет терапию», — приводятся в сообщении слова ректора НИТУ МИСИС Алевтины Черниковой.
Остеоартрит — хроническое заболевание, при котором постепенно разрушается суставной хрящ и развивается воспаление. По данным НИТУ МИСИС, с этим диагнозом живут почти 600 млн человек во всем мире. Современная терапия в основном носит симптоматический характер, при этом большинство препаратов действуют непродолжительное время или оказывают негативное влияние на весь организм, что может вызывать побочные эффекты. Существующие внутрисуставные инъекции позволяют доставлять лекарство непосредственно к очагу воспаления, однако также ограничены по длительности действия.
Исследователи предложили инъекционную систему, компоненты которой вводятся непосредственно в сустав и уже там смешиваются, образуя гелевую матрицу. Она удерживает лекарственное вещество в области воспаления и постепенно высвобождает его в течение длительного времени. Основой материала стали два природных полимера — альгинат и гиалуронат натрия. Альгинат формирует прочную гелевую структуру, а гиалуронат натрия является естественным компонентом суставной жидкости и помогает сохранять ее амортизирующие свойства.
«Мы разработали двухкомпонентную систему введения. Перед инъекцией ее составляющие находятся в отдельных шприцах, а при введении смешиваются непосредственно в суставе. В результате образуется гидрогель, который заполняет область введения, удерживает лекарственный препарат и постепенно высвобождает его», — приводятся в тексте слова соавтора исследования Дмитрия Войцеховского.
В качестве противовоспалительного средства ученые использовали ибупрофен. Эксперименты показали, что гидрогель сначала быстро высвобождает часть препарата, помогая оперативно подавить воспаление, а затем постепенно выделяет оставшееся количество примерно в течение двух недель. Это позволяет поддерживать терапевтическую концентрацию противовоспалительного соединения в области сустава без необходимости частых повторных инъекций.
Безопасность нового материала проверили в лаборатории на культурах клеток человека. Гидрогель не оказывал токсического действия на клетки соединительной и хрящевой тканей. Кроме того, вместе с ибупрофеном он способствовал переходу иммунных клеток — макрофагов — в состояние, связанное с подавлением воспаления и восстановлением тканей. По сравнению с контрольной группой клеток выраженность этого эффекта увеличилась более чем в десять раз.
«Гидрогель не оказывает токсического действия на клетки соединительной и хрящевой тканей, что подтверждает его цитосовместимость. Кроме того, вместе с ибупрофеном он способствует переходу иммунных клеток — макрофагов — в состояние, связанное с подавлением воспаления и восстановлением тканей», — приводятся в тексте слова ведущего эксперта научного проекта НИТУ МИСИС Екатерины Кувшиновой.
Полученные результаты могут стать основой для создания новых подходов к терапии дегенеративных заболеваний суставов. В перспективе технология позволит сделать лечение остеоартрита более эффективным, уменьшить лекарственную нагрузку на организм и сократить необходимость в повторных процедурах.
Исследование соответствует задачам стратегического технологического проекта НИТУ МИСИС «Биомедицинская инженерия и биоматериалы» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030».
«Инновационная разработка позволяет доставлять противовоспалительный препарат непосредственно в пораженную область сустава и постепенно высвобождать его в течение двух недель: это не требует повторных процедур и ускоряет терапию», — приводятся в сообщении слова ректора НИТУ МИСИС Алевтины Черниковой.
Остеоартрит — хроническое заболевание, при котором постепенно разрушается суставной хрящ и развивается воспаление. По данным НИТУ МИСИС, с этим диагнозом живут почти 600 млн человек во всем мире. Современная терапия в основном носит симптоматический характер, при этом большинство препаратов действуют непродолжительное время или оказывают негативное влияние на весь организм, что может вызывать побочные эффекты. Существующие внутрисуставные инъекции позволяют доставлять лекарство непосредственно к очагу воспаления, однако также ограничены по длительности действия.
Исследователи предложили инъекционную систему, компоненты которой вводятся непосредственно в сустав и уже там смешиваются, образуя гелевую матрицу. Она удерживает лекарственное вещество в области воспаления и постепенно высвобождает его в течение длительного времени. Основой материала стали два природных полимера — альгинат и гиалуронат натрия. Альгинат формирует прочную гелевую структуру, а гиалуронат натрия является естественным компонентом суставной жидкости и помогает сохранять ее амортизирующие свойства.
«Мы разработали двухкомпонентную систему введения. Перед инъекцией ее составляющие находятся в отдельных шприцах, а при введении смешиваются непосредственно в суставе. В результате образуется гидрогель, который заполняет область введения, удерживает лекарственный препарат и постепенно высвобождает его», — приводятся в тексте слова соавтора исследования Дмитрия Войцеховского.
В качестве противовоспалительного средства ученые использовали ибупрофен. Эксперименты показали, что гидрогель сначала быстро высвобождает часть препарата, помогая оперативно подавить воспаление, а затем постепенно выделяет оставшееся количество примерно в течение двух недель. Это позволяет поддерживать терапевтическую концентрацию противовоспалительного соединения в области сустава без необходимости частых повторных инъекций.
Безопасность нового материала проверили в лаборатории на культурах клеток человека. Гидрогель не оказывал токсического действия на клетки соединительной и хрящевой тканей. Кроме того, вместе с ибупрофеном он способствовал переходу иммунных клеток — макрофагов — в состояние, связанное с подавлением воспаления и восстановлением тканей. По сравнению с контрольной группой клеток выраженность этого эффекта увеличилась более чем в десять раз.
«Гидрогель не оказывает токсического действия на клетки соединительной и хрящевой тканей, что подтверждает его цитосовместимость. Кроме того, вместе с ибупрофеном он способствует переходу иммунных клеток — макрофагов — в состояние, связанное с подавлением воспаления и восстановлением тканей», — приводятся в тексте слова ведущего эксперта научного проекта НИТУ МИСИС Екатерины Кувшиновой.
Полученные результаты могут стать основой для создания новых подходов к терапии дегенеративных заболеваний суставов. В перспективе технология позволит сделать лечение остеоартрита более эффективным, уменьшить лекарственную нагрузку на организм и сократить необходимость в повторных процедурах.
Исследование соответствует задачам стратегического технологического проекта НИТУ МИСИС «Биомедицинская инженерия и биоматериалы» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030».
