Jedna kapsula zamjenjuje uzimanje više tableta

Upravljanje složenim rasporedima uzimanja lijekova uskoro bi moglo postati jako jednostavno, jer su inženjeri sa Sveučilišta Kalifornija u San Diegu razvili kapsulu koja se može pakirati s više lijekova i otpuštati ih u određeno vrijeme tijekom dana.

Ovaj iskorak objavljen u časopisu Matter, mogao bi pomoći u poboljšanju režimu pridržavanja uzimanja lijekova, uklanjanjem potrebe da se pacijenti bave uzimanjem više lijekova ili doza u različito doba dana, što bi potencijalno moglo smanjiti rizik od propuštenih doza ili slučajnog predoziranja.

"Želimo pojednostaviti upravljanje lijekovima s jednom kapsulom koja je dovoljno pametna da isporuči pravi lijek u pravoj dozi u pravo vrijeme", rekla je prva autorica studije Amal Abbas, koja je nedavno doktorirala kemijsko inženjerstvo na UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Predvodila je ovaj rad s Josephom Wangom, profesorom na Odjelu za kemijsko i nano inženjerstvo na UC San Diego. Vidjevši potencijalne koristi za pacijente, kao i za njihove njegovatelje, Abbas pokreće startup tvrtku kako bi ubrzala razvoj i komercijalizaciju kapsule.

Unutar kapsule, više lijekova je pakirano u odvojenim odjeljcima. Svaki je dizajniran da otpusti svoj sadržaj u unaprijed određeno vrijeme. Lijekovi su odvojeni barijerama napravljenim od matrice laktoze i maltoze ugrađene u polimer koji reagira na pH. Ovaj polimer štiti lijekove od želučane kiseline, ali se otapa u alkalnijem okruženju.

Podešavanjem gustoće ovog polimera, istraživači mogu kontrolirati koliko je vremena potrebno da se svaka barijera otopi, osiguravajući da se lijekovi otpuštaju u precizno određenim vremenskim intervalima.

Vremenski raspored nije jedina pametna značajka kapsule. Istraživači su također uključili mikroskopske čestice magnezija koje funkcioniraju kao sićušne miješalice i kratko traju unutar tijela. One reagiraju sa želučanom kiselinom stvarajući mjehuriće vodika. Ovo kretanje miješa sadržaj kapsule i olakšava otapanje lijeka, što je posebno korisno za lijekove koji zahtijevaju brzu apsorpciju, poput lijekova protiv bolova, kardiovaskularnih lijekova ili hitnih tretmana. 

Čestice magnezija imaju još jednu funkciju, neutraliziraju želučanu kiselinu, što privremeno stvara lokalizirano alkalno okruženje. To pomaže u otapanju pH-osjetljivih polimernih barijera kako bi se pokrenulo oslobađanje sljedećih lijekova u redu.

"Ovaj inovativni pristup uzimanja dnevnih kapsula osigurava potpunu usklađenost tijekom cijelog dana s ciljem poboljšanja ishoda liječenja pacijenata", rekao je Wang.

Wangova istraživačka grupa pionirski je koristila mikročestice poput ovih, koje su nazvali mikroroboti, u terapijske svrhe. Bili su prvi koji su preveli mikrorobote u žive životinjske modele, demonstrirajući njihov potencijal u liječenju niza stanja, uključujući infekcije pluća i bolesti koje zahtijevaju intenzivnu njegu. Njihovo iskustvo s mikrorobotima postavilo je temelje za ugradnju slične tehnologije u kapsulu s vremenskim oslobađanjem.

Svi materijali korišteni za izradu kapsule odobreni su od strane američke Agencije za hranu i lijekove FDA. "To će pomoći u osiguravanju jednostavnog plasmana na tržište", rekao je Abbas.

Kao dokaz koncepta, istraživači su spakirali kapsulu s tri doze Levodope, lijeka za Parkinsonovu bolest. Svaka je doza bila označena bojom za hranu, žutom, zelenom i crvenom, kako bi se vizualno pratilo njezino oslobađanje u simuliranim uvjetima želuca.

Prva doza, koja se nalazila u odjeljku s magnezijevim miješalicama, bila je dizajnirana za brzo oslobađanje. Druga i treća doza, smještene u odjeljcima bez miješalica, oslobađane su srednjom, odnosno sporom brzinom. Eksperiment je uspješno pokazao da kapsula može isporučivati ​​lijekove u različitim fazama.

Tim je odabrao lijek za Parkinsonovu bolest kao testni slučaj za svoju kapsulu jer ga je potrebno dosljedno uzimati svakih nekoliko sati kako bi se simptomi držali pod kontrolom. "Ovo vremenski ograničeno otpuštanje više doza moglo bi stvarno pomoći pacijentima s Parkinsonovom bolešću", rekla je Abbas.

"Ako razina lijeka padne prenisko, pacijenti će osjetiti tremor i druge motoričke simptome. Ali ako možemo održati tu razinu stabilnom, možemo pomoći i u održavanju stabilnosti pokreta pacijenta. Naša kapsula ima potencijal osigurati tu stabilnost tijekom cijelog dana, tako da se pacijenti ne moraju brinuti o savršenom tempiranju svake doze."

Abbas također vidi potencijal u korištenju ove kapsule za kombinirane terapije. Kardiovaskularne bolesti, na primjer, često zahtijevaju od pacijenata da uzimaju kombinaciju aspirina, beta-blokatora i lijekova za snižavanje kolesterola, svaki sa svojim rasporedom doziranja. Prilagođavanjem odjeljaka kapsule za otpuštanje ovih lijekova u precizno određenom slijedu, pacijenti bi mogli primati aspirin ujutro, beta-blokator poslijepodne, a lijekove za kolesterol navečer, sve iz jedne kapsule.

Ovaj pristup mogao bi osigurati da se svaki lijek isporučuje kada je najučinkovitiji, potencijalno smanjujući nuspojave i optimizirajući terapijske koristi.

Sljedeći koraci uključuju in vivo testiranje, povećanje proizvodnje, proširenje mogućnosti oslobađanja kapsule na više od jednog dana i istraživanje lokaliziranog oslobađanja lijeka unutar crijeva za ciljane terapije.