Исследователи VCU разрабатывают доступное неинвазивное лечение РДС у новорожденных

28 августа 2023 г.

Лейла Угинциус

Команда Университета Содружества Вирджинии разрабатывает доступное, неинвазивное лечение респираторного дистресс-синдрома, которое можно проводить без необходимости использования сложного медицинского оборудования, при поддержке гранта в размере 3 миллионов долларов от Фонда Билла и Мелинды Гейтс.

РДС возникает у новорожденных, которым не хватает натуральных поверхностно-активных веществ — материалов, которые уменьшают поверхностное натяжение жидкости, позволяя легко обмениваться углекислым газом и кислородом при расширении и сокращении легких, насыщая кровь кислородом и облегчая естественные функции организма. Хотя эту процедуру можно лечить с помощью внешней терапии, ее стоимость, сложность и инвазивность делают ее недоступной для многих, кто в ней нуждается, особенно для младенцев в странах с низким и средним уровнем дохода.

Этот грант помогает Уорту Лонгесту, доктору философии, выдающемуся ученому профессору Луи С. и Рут С. Харрис на кафедре машиностроения и ядерной инженерии Инженерного колледжа, и его коллегам создать поверхностно-активное вещество, которое можно распылять и устройство для его доставки.

Современные методы лечения РДС включают введение седативных препаратов при интубации и инстилляцию жидкого сурфактанта в легкие. В условиях, где возможно введение сурфактанта, врачи должны взвесить эти дополнительные риски, прежде чем принимать решение о назначении сурфактанта, даже если это может оказаться полезным. В сочетании с необходимостью использования специализированного оборудования, работающего в стерильной среде с контролируемой температурой, доступ к этому жизненно важному лечению становится недоступным либо из-за стоимости, либо из-за наличия соответствующих помещений, либо из-за того и другого.

Эта потребность побудила Лонгеста сотрудничать с Майклом Хиндлом, доктором философии, Питером Р. Байроном, заслуженным профессором Фармацевтической школы VCU, и Робом ДиБлази, ведущим клиническим исследователем и главным исследователем Детского научно-исследовательского института Сиэтла, чтобы получить финансирование от Гейтса. Фонд с целью разработки состава аэрозольного лекарственного препарата и механизма доставки синтетического поверхностно-активного вещества легких, который можно доставлять куда угодно, с минимальным оборудованием и по разумной цене.

«Некоторые врачи считают доставку сурфактанта в виде аэрозоля очевидной необходимостью в уходе за респираторными заболеваниями новорожденных», — сказал Лонгест. «Это планировалось уже много лет, но не было реализовано из-за ряда препятствий».

Среди проблем заключается в том, как доставить эффективную дозу аэрозольной композиции. Современные ингаляторы сухого порошка для эффективной работы требуют больше воздуха, чем можно вводить младенцу, учитывая меньшую емкость легких. Эти ингаляторы также ограничены примерно 1 миллиграммом лекарства, что значительно меньше, чем требуется для лечения сурфактантом.

Лонгест и Хиндл будут использовать свой опыт в разработке систем доставки аэрозолей для разработки эффективного метода доставки. Используя модели верхних дыхательных путей, напечатанные на 3D-принтере, команда может проверить эффективность механизма диспергирования, чтобы гарантировать, что состав сухого порошка доставляется глубоко в легкие в необходимой высокой дозе. Разработку препарата в виде сухого порошка, используемого в механизме доставки команды, возглавляет Хиндл. Он предполагает использование звуковой энергетической ванны для смешивания комбинации ингредиентов перед применением метода распылительной сушки для преобразования жидкости в порошок, который затем можно распылять в виде аэрозоля.

Линейные ингаляторы для сухого порошка, ранее разработанные лабораториями Longest и Hindle, демонстрируют способность достигать надлежащего диспергирования порошкового состава при небольшом объеме воздуха. Их команды получили патент на эту технологию в июле и применяют ту же стратегию к рецептуре поверхностно-активных веществ, которые можно распылять в виде аэрозолей.

«Поскольку эти механизмы доставки тесно связаны с лекарственными формами, для введения которых они предназначены, важно проводить такого рода исследования одновременно и итеративно», — сказал Лонгест. «Моя лаборатория ежедневно сотрудничает с лабораторией доктора Хиндла для решения этой и других сложных проблем в области фармацевтических аэрозолей».