В ИТЭБ РАН предложили новый мягкий способ декапсулирования веществ из полиэлектролитных микрокапсул

Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН применили новый «мягкий» способ декапсуляции веществ. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Технологии доставки лекарственных средств с регулируемым высвобождением известны давно. Для такого типа доставок применяют в том числе микрокапсулы.  Однако, при этом до сих пор существует главная проблема – это способ их разрушения для высвобождения веществ.

На данный момент предложено большое количество вариантов декапсуляции (разрушения оболочки), но изучение новых способов не теряет своей актуальности, поскольку для разных задач и целей необходимы разные условия разрушения.  Чем эти условия более мягкие, тем лучше для капсулированного вещества, оно меньше повреждается.

Коллектив ученых из ИТЭБ РАН показал, что додецилсульфат натрия (SDS), широко применяемое поверхностно-активное чистящее средство, может постепенно разрушать оболочку микрокапсул. Поэтому было принято решение протестировать его в качестве разрушителя оболочки микрокапсулы и оценить выход инкапсулированного вещества. 

Работу прокомментировал руководитель Группы, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Лаборатории роста клеток и тканей ИТЭБ РАН Сергей Тихоненко: «Способ получился достаточно мягкий, в отличие от воздействия ультразвука и температуры, при которых происходит значительное разрушение содержимого капсулы. Мы взяли разные концентрации SDS и посмотрели, будет или нет разрушение капсулы. Оказалось, что в зависимости от концентрации  SDS скорость разрушения капсулы изменялась. Был определен пороговый уровень, когда начинают разрушаться капсулы (от 100 мкГ/Мл), и диапазон, при котором процесс разрушения растянут во времени (от 100 мкг/мл). Если мы берем SDS в концентрации 3000 мкг/мл, то у нас микрокапсула в течение суток разрушается. Зная эту особенность, мы можем подбирать разное время разрушения оболочки, т.е. добиться эффекта пролонгации.

Следующим этапом была проверка выхода инкапсулированного вещества. Для этого мы пометили его флуоресцентной меткой и закапсулировали. При добавлении к таким капсулам 3000 мкг/мл SDS через сутки получили 50 % выход вещества из капсул.   Это довольно большой выход, т.к. другими методами получается только 10- 20 %. Ранее разработанный нами метод разрушения оболочки спорами микроорганизмов давал 30 % выход вещества».

Одно из возможных применений данной методики - в антикоррозийных капсулах, например, для самолетов. Капсулы с антикоррозиным составом могут находиться на фюзеляже самолета и, пока нет повреждений, они остаются в «спящем» состоянии, как в депо.   Но если появляются микротрещины в покрытии, то достаточно промыть поверхность с мылом и защитные капсулированные антикоррозионные вещества начинают работать. Это доступная и более экономичная альтернатива существующему способу обработке ультрафиолетом, который невозможен в полевых условиях.

Работа выполнена при поддержке Государственного задания ИТЭБ РАН.