(A) Схема, иллюстрирующая многофазный профиль терапевтической доставки системы TIMED, имплантированной на сердце. Последовательное высвобождение различных соединений показано разными цветами. На увеличенном виде показано высвобождение, специфичное для каждой фазы, когда терапевтические агенты высвобождаются через "крышечку" частицы в сердечную мышцу. (B) Трехмерная конфигурация массива полимерных микрокапсул (MP), загруженных лекарственными средствами. Различные соединения инкапсулированы в пространственно распределенные микрокапсулы, состоящие из разных вариантов полимера PLGA. (C) Процесс полимеризации двойной сшивки гидрогелевого пластыря для инкапсуляции микрокапсул и сборки системы TIMED. (D) Оптическое изображение пластыря TIMED, загруженного микрокапсулами. Масштабная линейка: 2 мм. (E) Оптическое изображение микрокапсулы, загруженной флуоресцентным декстраном (FITC), инкапсулированной в пластыре TIMED. Масштабная линейка: 200 мкм. (F) Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), матрикса гидрогеля и плотно инкапсулированной микрокапсулы для детального наблюдения за структурой. Микрокапсула условно окрашена в фиолетовый цвет для отличия от гидрогеля. Масштабная линейка: 400 мкм. Сеть гидрогеля показана на врезке при большем увеличении. Масштабная линейка: 100 мкм.
Имплантируемый пластырь, который высвобождает лекарства в запрограммированном временном режиме, может стать новым словом в восстановлении сердечной ткани после инфаркта, свидетельствуют результаты доклинического исследования.
Система программируемой доставки лекарств TIMED позволяет вводить препараты в оптимальные сроки в течение процесса восстановления. В исследовании, опубликованном в журнале Cell Biomaterials, использование гидрогелевого пластыря с лекарствами пролонгированного действия позволило вдвое уменьшить объем поврежденной ткани сердца у крыс и значительно улучшить сердечную функцию. Исследователи надеются, что в будущем эти материалы можно будет интегрировать в стенты, устанавливаемые во время ангиопластики.
Для улучшения восстановления после инфаркта команда создала гидрогелевый пластырь, содержащий микрокапсулы с последовательным высвобождением препаратов. Лекарства заключены в полимерные капсулы PLGA с "крышечками", скорость разрушения которых контролируется изменением молекулярной массы полимера.
В текущем исследовании использовались капсулы, которые высвобождали лекарства в три этапа: - На 1-3 день: фактор роста нейрегулин-1 для предотвращения гибели клеток - На 7-9 день: сосудистый эндотелиальный фактор роста для стимуляции роста сосудов - На 12-14 день: малая молекула GW788388 для подавления образования рубцовой ткани
Тестирование системы на моделях сердечной ткани, содержащих кардиомиоциты, показало рост кровеносных сосудов, улучшение выживаемости клеток и снижение фиброза. В эксперименте на крысах с моделью инфаркта применение пластыря повысило выживаемость на треть по сравнению с внутривенным введением тех же препаратов, а также уменьшило объем поврежденной ткани и улучшило сердечный выброс.