Właściwie dostarczona substancja lecznicza powinna docierać precyzyjnie w miejsce zmienione chorobowo, w ściśle ustalonych ilościach, przez odpowiednio długi czas. Właśnie tak działają maty zbudowane z włókien polimerowych zawierających antybakteryjny metronidazol, tkane metodą elektroprzędzenia w Instytucie Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie - informuje placówka w prasowym komunikacie.

„Metronidazol to lek stosowany między innymi przy infekcjach skórnych błon śluzowych, na przykład w leczeniu chorób przyzębia. Znane są jednak jego pewne szkodliwe właściwości, pojawiające się na przykład wtedy, gdy w niezamierzony sposób rozprzestrzeni się on w organizmie pacjenta. My postawiliśmy sobie zadanie, by opracować molekularny system dostarczania metronidazolu, który gwarantowałby jego kontrolowane i długotrwałe uwalnianie w niewielkich ilościach dokładnie tam, gdzie jest on potrzebny” - mówi dr hab. Ewa Juszyńska-Gałązka, prof. IFJ PAN.

Badaczka podkreśla, że zaproponowana metoda, polegająca na umieszczaniu metronidazolu w elektroprzędzonych włóknach polimerowych, o starannie dobranych powłokach, ma charakter uniwersalny i potencjalnie może zostać przystosowana do przenoszenia innych substancji leczniczych.

Elektroprzędzenie jest techniką wytwarzania włókien rozwijaną na świecie od długiego czasu. Główną rolę odgrywa tu pole elektrostatyczne między igłą a płytką kolektora, wytwarzane przez generator wysokiego napięcia.

“Gdy igła zaczyna laminarnie uwalniać roztwór przędzalniczy, powierzchnia wypychanej cieczy zaczyna się rozciągać i wyginać. Zgromadzone na niej jednoimienne (dodatnie) ładunki elektryczne zaczynają się przyciągać, modyfikując kształt powierzchni. Formuje się ona w stożek o coraz bardziej się zawężającym wierzchołku, który wyciąga się ku ujemnie naładowanemu kolektorowi. Powstające włókno opada ruchem spiralnym, jednocześnie ulegając utwardzającym je przemianom chemicznym (...)” - czytamy w komunikacie IFJ PAN.

Aby wytworzyć fizycznie stabilną wielowarstwową matę, podczas całego procesu konieczne jest zachowanie niezmiennych warunków otoczenia (temperatury i wilgotności), jak i geometrii układu (ustalonej odległości igły od kolektora, rodzaju kolektora).

„O ile sam proces elektroprzędzenia jest dobrze poznany i w odpowiedniej, niespecjalnie skomplikowanej aparaturze przebiega w zasadzie samoistnie, o tyle dopasowanie polimeru czy powłoki do cech konkretnego leku do łatwych zadań już nie należy. Pojawiające się tu problemy wynikają z faktu, że umieszczenie substancji molekularnej w jakimś nanoograniczeniu zazwyczaj skutkuje zmianami jej właściwości fizyko-chemicznych” - wyjaśnia mgr inż. Olga Adamczyk, która badania nad elektroprzędzonymi włóknami z lekami rozpoczęła pod kierunkiem prof. IFJ PAN dr hab. inż. Małgorzaty Jasiurkowskiej-Delaporte.

Badania podstawowe in vitro nad matami z metronidazolem, zrealizowane z użyciem dwóch rodzajów polimerów, pozwoliły ustalić, że aby zapewnić odpowiednią powierzchnię do absorpcji i uwalniania zamkniętego leku, średnica włókien powinna się zawierać w przedziale od 0,7 do 1,3 mikrometra. W okresie przechowywania włókna polimerowe z lekiem zapewniają szczelność opatrunku, zaś po zaaplikowaniu stają się w reakcji na płyny w otoczeniu wystarczająco porowate, by zacząć uwalniać lek.

Z przeprowadzonych pomiarów wynika, że metronidazol zawarty w matach jest z nich stopniowo uwalniany przez kilka godzin. Istnieje jednak dodatkowe ograniczenie czasowe: maty mogą być przed aplikacją przechowywane nie dłużej niż miesiąc. Co przy tym ważne, ograniczenie to nie wynika z metody dostarczania leku, lecz z właściwości samego metronidazolu, który po tym czasie zaczyna krystalizować.

Maty z włóknami polimerowymi zawierającymi metronidazol, wytwarzane w IFJ PAN, mają rozmiary 2 x 2 cm i postać produktu potencjalnie gotowego do zastosowań leczniczych. “Ich właściwości fizykochemiczne zostały już dobrze poznane, dalsze etapy badań będą więc wymagały współpracy z zainteresowanymi placówkami naukowymi i medycznymi” - informuje IFJ PAN.(PAP)

Nauka w Polsce

ekr/ agt/