Naučnici napravili mekanu veštačku hrskavicu koja oslobađa lekove čim se pojavi bol izazvan artritisom

Širom sveta artritis pogađa više od 600 miliona ljudi te su istraživači razvili materijal koji može da oseti sitne promene u telu i da oslobađa lekove tačno tamo i kada su potrebni

Mekani „pametni hrskavičavi materijal“ ili veštačka hrskavica mogla bi da cilja bol izazvanu artritisom čim krenu napadi, a dizajnirali su je naučnici sa University of Cambridge. S obzirom na to da artritis širom sveta pogađa više od 600 miliona ljudi, istraživači su razvili materijal koji može da oseti sitne promene u telu, kao što se dešavaju tokom napada artritisa, i da oslobađa lekove tačno tamo i kada su potrebni.

Veštačka hrskavica reaguje na promene pH vrednosti u telu

Preporučujemo

Mekani materijal može da bude napunjen antiinflamatornim lekovima koji se oslobađaju kao odgovor na male promene pH vrednosti u telu. Tokom napada artritisa, zglob postaje upaljen i malo kiseliji od okolnog tkiva. Materijal, koji su razvili istraživači sa University of Cambridge dizajniran je da reaguje na ovu prirodnu promenu pH vrednosti. Kako se kiselost povećava, materijal postaje mekši i želastiji, što pokreće oslobađanje molekula lekova koji mogu da se kapsulirati unutar njegove strukture. S obzirom na to da je materijal dizajniran da reaguje samo u uskom pH opsegu, tim naučnika kaže da bi lekovi mogli da se oslobađaju tačno tamo i kada su potrebni, potencijalno smanjujući neželjene efekte.

Ako se koristi kao veštačka hrskavica u artritičnim zglobovima, ovaj pristup bi mogao da omogući kontinuirano lečenje artritisa, poboljšavajući efikasnost lekova za ublažavanje bola i borbu protiv upale. Iako su potrebna opsežna klinička ispitivanja pre nego što materijal može da počne da se koristi kod pacijenata, istraživači kažu da bi njihov pristup mogao da poboljša ishode za ljude sa artritisom i za one sa drugim stanjima, uključujući rak. Njihovi rezultati objavljeni su u časopisu Journal of the American Chemical Society.

Korišćeni polimeri mogu da imitiraju svojstva hrskavice

Veštačka hrskavica ili pametni materijal koristi posebno projektovane i reverzibilne unakrsne veze unutar polimerne mreže. Osetljivost ovih veza na promene nivoa kiselosti daje materijalu veoma osetljiva mehanička svojstva. Materijal je razvijen u istraživačkoj grupi profesora Oren Schermana na Odeljenju za hemiju Yusuf Hamied Department of Chemistry, koja je specijalizovana za projektovanje i izradu ovih jedinstvenih materijala za niz potencijalnih primena.

- Već neko vreme smo zainteresovani za upotrebu ovih materijala u zglobovima, jer njihova svojstva mogu da imitiraju svojstva hrskavice. Ali, kombinovanje toga sa visoko ciljanom isporukom lekova je zaista uzbudljiva perspektiva - istakao je profesor Scherman, inače profesor supramolekularne i polimerne hemije i direktor Melville Laboratory for Polymer Synthesis.

- Ovi materijali mogu da "osete" kada nešto nije u redu u telu i da reaguju isporukom lečenja tačno tamo gde je potrebno. Ovo bi moglo da smanji potrebu za ponovljenim dozama lekova, a istovremeno poboljša kvalitet života pacijenata - naglašava dr Stephen O'Neill.

Veštačka hrskavica omogućava da se lekovi oslobađaju kada i gde su najpotrebniji

Za razliku od mnogih sistema za isporuku lekova koji zahtevaju spoljašnje okidače poput toplote ili svetlosti, ovaj se napaja sopstvenom hemijom tela. Istraživači kažu da bi ovo moglo da otvori put za dugotrajnije, ciljane tretmane artritisa koji automatski reaguju na pogoršanja, povećavajući efikasnost uz smanjenje štetnih neželjenih efekata.

U laboratorijskim testovima, istraživači su napunili materijal fluorescentnom bojom kako bi imitirali kako bi se ponašao pravi lek. Otkrili su da je na nivoima kiselosti tipičnim za artritični zglob, materijal oslobađao znatno više leka u poređenju sa normalnim, zdravim nivoima pH.

- Podešavanjem hemije ovih gelova, možemo ih učiniti veoma osetljivim na suptilne promene kiselosti koje se javljaju u upaljenom tkivu. To znači da se lekovi oslobađaju kada i gde su najpotrebniji - navodi dr Jade McCune.

Istraživači kažu da bi se pristup mogao prilagoditi nizu medicinskih stanja, finim podešavanjem hemije materijala. Budući da je reč o veoma fleksibilnom pristupu, teoretski je moguće da se uključe i brzodelujući i sporodelujući lekovi i da se dobije tretman koji traje danima, nedeljama ili čak mesecima.

Sledeći koraci naučnog tima je uključivaće testiranje materijala u živim sistemima kako bi se procenili njihovi učinci i bezbednost u fiziološkom okruženju. Istraživači kažu da bi, ako bude uspešan, njihov pristup mogao da otvori vrata novoj generaciji osetljivih biomaterijala sposobnih da leče hronične bolesti sa većom preciznošću.