Ученые Санкт-Петербургского государственного университета совместно с исследователями Тегеранского университета создали прорывную технологию транспортировки биологически активных веществ – съедобные полимерные гранулы. Эта разработка значительно повысит усвоение антиоксидантов, ключевых компонентов в борьбе с окислительными процессами, повреждающими клетки, провоцирующими болезни и ускоряющими старение.
Проблема доставки антиоксидантов
Многие ценные соединения, включая антиоксиданты, стремительно разрушаются в желудке, что ограничивает их лечебный потенциал. Для решения необходимы умные системы доставки, способные защитить вещество и обеспечить его постепенное высвобождение именно в кишечнике. Это также снизит частоту приема и обеспечит стабильную концентрацию в крови.
Решение: Гранулы с наночастицами
Ученые СПбГУ и Тегеранского университета предложили использовать гранулы из пищевого полимера альгината натрия, содержащие биосовместимые наночастицы гидроксиапатита и бемита. Ученые отметили, что атомы кальция и алюминия на поверхности наночастиц активно взаимодействуют с молекулами альгината и биологически активного вещества. Это взаимодействие оптимизирует структуру гранул, контролирует их набухание в кишечнике и регулирует скорость высвобождения целевых компонентов.
Природный антиоксидант: Сила бораго
Иранские партнеры предоставили для исследования мощный природный антиоксидант – экстракт растения бораго. Это широко распространенное растение известно своими противовоспалительными, мягкими мочегонными и успокаивающими свойствами для слизистых ЖКТ и дыхательных путей.
Контроль свойств через наночастицы
Химики СПбГУ успешно синтезировали наночастицы гидроксиапатита и бемита различных форм и размеров и разработали метод создания полимерных гранул. Ключевым достижением стало управление свойствами гранулы путем варьирования параметров наночастиц. Наполнение гранул частицами разной формы (стержни, пластины, веретена) напрямую влияет на их внутреннюю структуру, определяя поведение капсулы в кишечнике и эффективность высвобождения активного вещества. Применение физико-химических и квантово-химических методов позволило понять, как создавать частицы с заданными характеристиками и гранулы, обеспечивающие оптимальное усвоение.
Главные результаты и перспективы
В результате работы ученые СПбГУ не только раскрыли закономерности формирования наночастиц гидроксиапатита и бемита, но и создали на их основе новую эффективную систему доставки. Главным итогом стал метод управления набуханием гранул и высвобождением активных веществ за счет точного подбора формы, размеров наночастиц и состава их смеси.
Междисциплинарный подход
Исследование носило комплексный характер, объединив методы неорганической, вычислительной, аналитической химии и материаловедения. Экспериментальная часть была выполнена с использованием передовой инфраструктуры Научного парка СПбГУ.
Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ
Источник: scientificrussia.ru
