«Умный» пластырь сможет самостоятельно вводить налоксон при передозировке фентанилом

Ученые из Виргинского политехнического университета разработали экспериментальный микроигольный пластырь, способный обнаруживать опасную концентрацию фентанила в организме и автоматически высвобождать налоксон — препарат, блокирующий действие опиоидов. В будущем такое устройство сможет оказывать экстренную помощь человеку даже в том случае, если рядом с ним никого нет.

Пластырь получил название iNal patch. Его размеры меньше американской одноцентовой монеты, однако внутри размещена сложная система распознавания и контролируемой доставки лекарства. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Advanced Science.

Сегодня для спасения человека при передозировке обычно необходимо, чтобы кто-то вовремя заметил опасные симптомы и ввел налоксон — в форме назального спрея или инъекции. Но многие случаи происходят, когда пострадавший находится один. Кроме того, после потери сознания человек уже не способен самостоятельно воспользоваться лекарством.

Разработчики iNal patch попытались создать устройство, которое будет непрерывно контролировать ситуацию и автоматически вмешиваться при достижении опасного уровня опиоида. Пластырь состоит из 121 микроскопической иглы. После прикрепления к телу они проникают только в верхние слои кожи и получают доступ к межклеточной жидкости, причиняя минимальное повреждение тканям.

Внутри микроигл находятся пористые наночастицы диоксида кремния, заполненные налоксоном. Отверстия в этих частицах закрыты своеобразными молекулярными «воротами», чувствительными к фентанилу. Когда его концентрация повышается, поры начинают открываться и лекарство поступает в организм.

Система работает пропорционально уровню угрозы: чем выше содержание фентанила, тем больше налоксона высвобождает пластырь. При этом во время одной активации открываются не все поры. Часть препарата сохраняется внутри устройства и может быть использована позднее, если концентрация опиоида снова станет опасной.

Возможность повторного введения особенно важна при передозировке фентанилом. Действие этого сильного синтетического опиоида может продолжаться дольше, чем защитный эффект одной дозы налоксона. Поэтому после временного улучшения у человека иногда снова возникают угнетение дыхания, потеря сознания и другие симптомы. iNal patch спроектирован таким образом, чтобы повторно срабатывать, пока уровень фентанила остается высоким.

По словам руководителя проекта Уцзиня Суна, устройство следует рассматривать как средство снижения вреда, а не как замену врачебной помощи. Опиоиды широко применяются для обезболивания, и передозировка не всегда происходит из-за намеренного злоупотребления. Например, пациент может случайно принять повторную дозу, забыв, что уже использовал лекарство.

Главной технической сложностью стал подбор сочетания биоматериалов и конструкции микроигл. Устройство должно оставаться достаточно прочным, безопасным для тканей и одновременно чувствительным к изменению концентрации фентанила. Кроме того, высвобождение налоксона должно происходить быстро, но строго контролируемо.

Сначала ученые испытали пластырь в лабораторных условиях. Фентанил запускал высвобождение налоксона в течение нескольких минут, причем количество препарата увеличивалось вместе с концентрацией опиоида. Система могла продолжать выделять лекарство до 24 часов.

Следующий этап проводился на мышах. Пластырь реагировал на повышение дозы фентанила и сохранял эффективность как минимум при трех отдельных воздействиях. У животных, получавших налоксон через iNal patch, наблюдалось значительно меньше симптомов опиоидного воздействия по сравнению с мышами, которым вводили фентанил без использования защитного устройства.

Исследователи также не выявили серьезного раздражения кожи или других заметных негативных последствий применения пластыря. Тем не менее эти результаты остаются предварительными: технология пока проверялась только в лаборатории и на животных и еще не проходила клинические испытания с участием людей.

Перед возможным применением потребуется выяснить, насколько надежно пластырь держится на теле, сохраняет ли он чувствительность при движении, потоотделении и длительном ношении, а также одинаково ли работает на коже разных типов. Ученым предстоит точно определить безопасный порог срабатывания, чтобы устройство не мешало необходимому обезболиванию, но успевало предотвратить опасную передозировку.

Разработчики отмечают, что принцип действия платформы не ограничен сочетанием фентанила и налоксона. Изменив молекулярные компоненты системы, ее теоретически можно настроить на распознавание других опиоидов и доставку различных препаратов-антагонистов.

Проект начался в 2022 году и объединил специалистов нескольких американских и австралийских университетов. Авторы уже подали патентную заявку и изучают возможности превращения разработки в полноценный медицинский продукт.

До появления такого пластыря в больницах и аптеках потребуется провести дополнительные испытания безопасности и эффективности. Даже если устройство будет одобрено, его срабатывание не отменит необходимости вызова экстренной помощи: действие налоксона может закончиться раньше действия опиоида. Однако в критической ситуации автоматическое введение первой дозы способно дать человеку дополнительное время до прибытия медиков.