Сибирские ученые работают над повышением эффективности ингаляций

В Институте химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН разработан ультразвуковой метод получения аэрозоля противовирусных и антибактериальных препаратов. Исследователи уже провели анализ ингаляционной доставки на мышах, сообщает издание «Наука в Сибири».

— Мы решили повести исследования аэрозольного пути доставки различного типа препаратов. Аэрозоль — дисперсная система, в которой твердые частицы или жидкие капли находятся в газовой фазе, — говорит заместитель директора по научной работе ИХКГ СО РАН кандидат химических наук Сергей Валиулин. — Так, например, нами было установлено, что по сравнению с пероральным введением при аэрозольной доставке нестероидных противовоспалительных средств требуется доза в 10 000 раз меньше, чем при пероральном приеме, с сохранением того же эффекта. Все ингаляционные исследования мы выполняем совместно с коллегами из лаборатории фармакологических исследований профессора, доктора биологических наук Татьяны Генриховны Толстиковой из Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН. Кроме того, во время перорального приема есть потери: часть лекарства не усваивается и выводится организмом, часть — метаболизируется печенью. Высокий уровень биодоступности ингаляций достигается тем, что препарат попадает сразу в альвеолярный участок легких, где растворяется и разносится кровью по организму. Это как укол, но при этом не нужно подбирать растворитель.

Он отметил, что после исследований действия аэрозоля нестероидных противовоспалительных веществ ученые перешли к антибактериальным препаратам, в частности противотуберкулезному «Изониазиду» и антибиотикам цефалоспоринового ряда, активным по отношению к устойчивым штаммам бактериальной инфекции. В 2019 году специалисты исследовали первые два поколения таких средств (препараты «Цефазолин» и «Цефуроксим»). Из-за возникшего повышенного интереса к противовирусным препаратам было решено добавить в исследования «Триазавирин». Проект изначально был направлен на анализ аэрозольной доставки антибиотиков, применяемых для лечения пневмонии. Бывает так, что препарат нельзя принимать перорально, его доставляют только внутривенно, а медперсонала не хватает или у человека гемофобия — неконтролируемый страх крови. Так, «Цефазолин» разрушается в желудочно-кишечном тракте, не усваиваясь совсем.

—  Нам удалось показать на лабораторных мышах, что благодаря аэрозольному способу доставки лекарство прекрасно проникает в кровь, а концентрация достигает практически той же величины, что при внутривенном введении, — поясняет ученый.

Ученые разработали ультразвуковое распыление. При его использовании не происходит увеличения температуры исходных лекарственных соединений. Из вещества готовится специальный раствор, распыляемый ультразвуком, в ингаляционной установке образуются капли, частицы которых там же осушаются, перед тем как попасть в камеру для ингаляции.

Размер аэрозольных частиц — важный параметр, определяющий область дыхательной системы, где преимущественно осаждаются частицы. Однако капли меняют свой размер за счет испарения, двигаясь в трубках ингаляционной установки. Для ученых было принципиально важно преобразовать капли аэрозоля в сухие частицы, потому что таким образом становилось возможным точно определить их размер и количество, а также оценить, какая доза вещества была введена мышам и однозначно сопоставить результаты опыта с данными других способов доставки лекарств.

Ингаляционный способ может применяться для широкого спектра различных заболеваний, а не только для лечения болезней, поражающих легкие (хроническая обструктивная болезнь легких, бронхит, пневмония, рак легких).

— Сейчас мы провели фармакокинетические исследования нестероидных противовоспалительных, противовирусных и антибактериальных препаратов. В планах рассмотреть специфическое противогриппозное действие «Триазавирина» в виде аэрозоля, — говорит Сергей Валиулин.

Также ученые планируют лабораторные исследования эффективности ингаляционного воздействия антибиотиков цефалоспоринового ряда на мышах, зараженных бактериальной инфекцией.