Южнокорейские учёные создали имплантируемое устройство для точной и безопасной доставки химиотерапевтических препаратов в опухоли. Миниатюрная система DPw-DDS использует электрофорез для дозированного выпуска лекарства и ионофорез для его направленного проникновения в глубину тканей.
Прототип устройства размером несколько миллиметров состоит из двух модулей: отсека для лекарства и вспомогательного резервуара, а также контроллера с поддержкой NFC. Это позволяет управлять имплантом и настраивать его дистанционно.
Целью лечения твердых опухолей является точное доставление препарата к цели, минуя здоровые ткани и преодолевая биологические барьеры. Существующие методы часто дают побочные эффекты или оказываются неэффективными: лекарства распадаются до цели, теряются в кровотоке или «застревают» в поверхностных слоях опухоли. DPw-DDS решает обе задачи: препарат выходит из резервуара через «односторонний клапан», пропускающий молекулы лекарства только в одну сторону под действием слабого электрического поля. Дополнительное электрическое поле помогает поместить лекарство глубже в ткани за счет эффекта ионофореза, при котором ионы переносятся через кожу при помощи тока.
Пластыри и мази действуют за счёт диффузии лекарственных веществ из области высокой концентрации в ткани организма. Этот процесс медленный и слабо контролируемый. В экспериментах на животных установлено, что применение DPw-DDS в четыре раза улучшает проникновение препарата по сравнению с диффузией. Через две недели лечения объём опухолей у мышей уменьшился на 50%, а в контрольной группе вырос на 200–290%. При этом побочные эффекты были минимальны, гистологический анализ показал отсутствие значимых повреждений в печени, сердце, лёгких и других органах.
Система характеризуется высокой точностью: исследователям удалось достичь соотношения включения / выключения доставки препарата в 30 раз, что позволяет задавать различные режимы терапии — как непрерывный, так и импульсный. Капсула DPw-DDS способна доставлять разные типы молекул: как мелкие гидрофильные, так и крупные гидрофобные.
Создатели подчеркивают, что устройство эффективно при лечении как поверхностных, так и глубоко залегающих опухолей: оно функционирует стабильно на расстоянии до 15 см от источника питания. Планируется повышение гибкости, интеграция с датчиками для контроля состояния и разработка перезаряжаемых или биоразлагаемых версий устройства.