Контейнер с лекарствами, помещенный прямо в организм человека, может помочь в лечении диабета, остеопороза и рака
Джон Сантини был еще юношей, когда услышал на практике в Массачусетском технологическом институте об идее профессора Роберта Лангера: почему бы не использовать технологии производства полупроводниковых приборов для создания крошечной «аптечки», которую можно имплантировать больным. Это оказалось гораздо сложнее, чем представлял себе молодой студент, но 17 лет упорной работы и $72 млн венчурных инвестиций помогли ему сделать устройство, которое способно выполнять свои функции внутри человеческого организма. В этом году фирма MicroChips, основанная им совместно с Лангером в 1999-м, планирует начать клинические испытания устройства на пациентах, страдающих остеопорозом.
Контейнер для лекарств от MicroChips представляет собой тонкую кремниевую пластину с сотней крохотных резервуаров по трехтысячной доле миллилитра, которые могут выпускать содержащееся в них лекарство по команде.
Первое клиническое испытание MicroChips должно показать, сможет ли одно имплантированное устройство, установленное при простой амбулаторной операции, заменить год ежедневных инъекций лекарства от остеопороза — гормона, который способствует росту костной ткани. Когда приходится пользоваться шприцем, только 30% пациентов проходят полный курс. Ученые MicroChips разработали сублимированную форму гормона, которая заряжена в их устройство и выпускается по команде, заменяя инъекции.
Подобные устройства можно имплантировать рядом с опухолью, чтобы проводить лечение рака с применением нескольких препаратов, подобранных с учетом заболевания пациента. Больным больше не придется каждую неделю ездить в онкологический центр на инъекции. Препарат можно будет доставлять прямо к опухоли, что позволит использовать более высокие дозы, чем сейчас.
Самым сложным было спроектировать механизм выпуска лекарственных препаратов. Решением стала крышка из тончайшей металлической фольги, которая испаряется при пропускании через нее электрического тока.
В первом прототипе MicroChips, описанном в журнале Nature в 1999 году, применялась золотая фольга. Когда проводились испытания на собаках, фольга не всегда испарялась по команде и была недостаточно прочной. «Затем разработчики компании создали мембрану из платиновой фольги между двумя слоями титана. Ее толщина — 38 микрон, это треть толщины человеческого волоса.
Другим применением технологии MicroChips могут стать улучшенные устройства мониторинга сахара в крови для диабетиков. Имплантируемые устройства мониторинга глюкозы в крови производства Medtronic, Dexcom и Abbott Laboratories вводятся через кожу как шприц и теряют работоспособность в течение недели, потому что жидкости организма загрязняют содержащиеся в них реактивы. MicroChips создала имплантируемое устройство с группами крохотных сенсоров, каждая из которых запечатана платиновой фольгой. Когда одна группа отказывает, открывается новая, что позволяет устройству работать в течение целого года. Устройство станет настоящим подарком медикам, которые пытаются заставить пациентов регулярно контролировать уровень сахара, говорит Уильям Тэмборлейн, эксперт по детскому диабету из Йельского университета и научный консультант MicroChips. Испытания на людях запланированы на начало будущего года. Одним из инвесторов MicroChips стала Medtronic, чье подразделение Minimed продает устройства непрерывного мониторинга глюкозы.
После доработки это устройство может стать платформой для передачи разнообразной медицинской информации изнутри тела — возможно, в сочетании с программами вроде приложений для iPhone, которые будут высчитывать дозы лекарств. «Вы сможете следить, принимают ли ваши пациенты свои лекарства, — говорит Лангер. — Вопросы вроде «вы уже приняли сегодня таблетку от холестерина?» уйдут в прошлое: все будет надежно записано».