V súčasnej farmácii a medicíne sú moderné liečivá multikomponentné systémy obsahujúce okrem účinnej látky aj podporné zložky, nazývajúce sa aj nosiče liečiv.
Výskumy sa často zameriavajú okrem prípravy nových typov liečiv aj na čo najpresnejší, cielený spôsob dopravy liečiva na miesto účinku. Liečivá totiž interagujú so svojimi nosičmi a pri ich tvorbe treba brať do úvahy aj vzájomné ovplyvňovanie.
Šité na mieru
Už dlho sa využívajú ako nosiče liečiv rôzne prírodné polyméry, ako sú celulóza, kolagén alebo škrob. Zistilo sa však, že každé liečivo potrebuje svoj špeciálny, na mieru šitý polymérny nosič, pretože množstvo protizápalových a protirakovinových liečiv počas cirkulácie v obehovom systéme organizmu poškodzuje aj zdravé bunky. A presne tu prichádzajú na rad nosiče liečiv. Výskum sa usiluje o prípravu syntetických nosičov liečiv s presne kontrolovanými vlastnosťami nastavenými na mieru. Snahou vedcov je, aby sa liečivo uvoľnilo až v mieste zápalu, alebo aby sa v prípade rakovinových buniek zničili len rakovinové, a nie aj zdravé bunky.
Nosiče liečiv sa využívajú na zvýšenie terapeutického účelu, zabezpečenie rozpustnosti hydrofóbnych a vo vode nerozpustných liečiv, na dodávanie liečiva na presné miesto a zároveň aj na zníženie toxikologického vplyvu samotného liečiva, kým sa nedostane na miesto účinku. Prírodné nosiče liečiv sú v porovnaní so syntetickými niekedy ľahšie dostupné, prípadne lacnejšie. No je pri nich ťažšie získať kontrolované vlastnosti, ako napríklad ich mólovú hmotnosť, a tým dosiahnuť rovnaké šarže a účinné nosiče liečiv.
Výhodou syntetických polymérov v porovnaní s prírodnými je ich menej náročná syntéza. Dôležitým faktorom je, že medzi jednotlivými šaržami nedochádza pri výrobe k toľkým odchýlkam, ako to môže nastať pri prírodných. Pri syntetických polyméroch je aj oveľa väčšie množstvo variácií a možností získať požadované vlastnosti rôznymi spôsobmi modifikácie chemickej štruktúry. Syntetické polyméry aplikovateľné vo farmaceutických aplikáciách musia spĺňať niekoľko prísnych kritérií: musia byť biokompatibilné, teda netoxické, nemali by aktivovať imunitný systém pacienta a nemali by mať prozápalové alebo iné nežiaduce účinky na organizmus.
Cielené uvoľňovanie
V našom výskume sa venujeme poly(2-oxazolínom), ktoré predstavujú relatívne nový typ syntetických polymérov. Sú to biokompatibilné, nedegradovateľné polyméry a sú perspektívne pre biomedicínske aplikácie. Zatiaľ prebieha ich testovanie na úrovni klinických štúdií. Existuje viacero typov poly(2-oxazolínov). Ich štruktúra je podobná bielkovinám, keďže tiež obsahujú peptidickú väzbu. V literatúre sa preto zaraďujú do skupiny polymérov nazývaných pseudopeptidy. Poly(2-oxazolíny) nachádzajú uplatnenie v biomedicínskych aplikáciách ako nosiče liečiv, nosiče génov, konjugáty, ale aj v oblasti tkanivového inžinierstva.
Zaujímavosťou je, že niektoré z nich podľa typu stavebnej jednotky prejavujú termosenzitívne vlastnosti, čo sa využíva pri dizajnovaní nosičov liečiv. Keď pri polymerizácii použijeme dva rôzne monoméry, z ktorých jeden je termosenzitívny, vznikne tzv. kopolymér. Ten pri zahrievaní vytvorí zakalený roztok (dochádza k tvorbe mikro/nanočastíc) a pri opätovnom schladení sa roztok vyčíri. Majú teda reverzibilné vlastnosti.
Výhoda poly(2-oxazolínov) spočíva v tom, že sú schopné prijať veľké množstvo liečiva a ich schopnosť enkapsulácie je vysoká. Zlepšujú rozpustnosť liečiv, ktoré sú mimoriadne účinné, ale práve z dôvodu ich slabej rozpustnosti vo vode je znížená účinnosť prieniku do buniek. Ide najmä o rôzne chemoterapeutiká a protizápalové liečivá. Keďže sú to syntetické polyméry, vieme prispôsobiť ich vlastnosti na mieru. Cielené kontrolované uvoľňovanie liečiva môže fungovať na základe on-off systému, kde v off polohe sa spomalí alebo úplne zastaví uvoľňovanie liečiva.
Tkaninové inžinierstvo
Poly(2-oxazolíny) nachádzajú využitie aj v tkanivovom inžinierstve, pretože vo vyšších koncentráciách vytvárajú gél pri určitom teplotnom prechode, najčastejšie pri teplote ľudského tela 37 °C. Skúmajú sa aj kombinácie poly(2-oxazolínov) s prírodnými a syntetickými polymérmi. Usilujeme sa dosiahnuť čo najlepšie vlastnosti alebo získanie širšieho spektra hydrogélov s rôznymi vlastnosťami, ktoré sa dajú využiť pri dizajne hydrogélov pre rôzne aplikácie. Jednou z nich môže byť gél na opravu či liečbu medzistavcových platničiek, keď sa za pomoci striekačky vstrekne roztok a až v mieste aplikácie sa vytvorí gél.
Ing. Monika Majerčíková
Oddelenie pre výskum biomateriálov
Ústav polymérov SAV
Článok vznikol v spolupráci s platformou Mladí vedci SAV.
