Американські вчені розробили саморухливі капсули (мікродвигуни) для доставки ліків у кишечник. При проходженні по шлунку вони не реагують з кислотним середовищем і захищають лікарську речовину, а після потрапляння в кишечник з нейтральним pH починають рухатися завдяки виділенню газу при взаємодії з водою, закріплюються на кишковій стінці і вивільняють ліки. Розробка пройшла успішні випробування як в лабораторних умовах, так і на мишах, розповідають автори статті в.
Кисле середовище в шлунку необхідне для нормального функціонування травлення. Однак при прийомі ліків вона є недоліком, тому соляна кислота в шлунку може негативно впливати на багато лікарських речовин. Деякі дослідники використовують кислотне середовище в шлунку як рушійну силу для мікродвигунів - сферичних капсул, що складаються з магнію або іншого металу, який активно взаємодіє з водою з виділенням водню. Це вирішує відразу дві проблеми: дозволяє капсулі активно пересуватися по шлунку і, при необхідності, прикріплюватися до його стінки, а також дозволяє нейтралізувати середовище.
Вчені під керівництвом Лянфана Чжана (Liangfang Zhang) з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вирішили використовувати концепцію мікродвигунів для доставки ліків в кишечник. Кожен мікродвигун формується в кілька етапів. Спочатку створюється сферична магнієва частинка з діаметром 20 мікрометрів. Саме вона відповідає за рух капсули завдяки виділенню водню при реакції з водою. Потім магнієві частинки кладуть на скляну підкладку і наносять на них за допомогою атомно-шарного осадження шар діоксиду титану, що захищає магній від взаємодії з водою. Тим не менш, магнієва основа все ж зможе реагувати з водою, але лише на тій невеликій ділянці, якою вона стикалася зі скляною підкладкою.
Таким чином створюється основа, що відповідає за рух частинки, на яку наносяться функціональні речовини. Спочатку на діоксид титану наносять діючу речовину. В експерименті авторів це були еритроцити з нанесеним на їх клітинну мембрану токсином золотистого стафілокока (), який змушує організм виробляти антитіла імуноглобуліну А. Потім на шар діючої речовини наносять хітозан, що дозволяє мікродвигуну прикріплюватися до стінки кишечника, і на цей шар наносять pH-чутливий полімер, що захищає кишечок мікродвигун у мікродвигун наносувальний pH осувальний pH.
Вчені випробували мікродвигуни в лабораторних умовах, показавши їх здатність рухатися завдяки взаємодії з водою, а також вивчивши їх взаємодію з клітинами слизової оболонки кишечника. Крім того, мікродвигуни випробували на мишах, яким ввели мікродвигуни з токсином і флуоресцентним маркером, а також пасивні капсули з такими ж речовинами. Після експерименту вчені провели дослідження вмісту шлунково-кишкового тракту і з'ясували, що у випадку зі статичними капсулами маркер, а отже і токсин, в основному залишився в шлунку, тоді як у випадку з мікромоторами велика частина маркера була виявлена саме в кишечнику.
Раніше ця група вчених використовувала мікродвигуни аналогічної конструкції для доставки чутливого до кислого середовища антибіотика в шлунок. Завдяки нейтралізації середовища антибіотик не зазнав її впливу, а також не довелося використовувати інгібітори протонного насоса, що володіють побічними ефектами при тривалому застосуванні. А пізніше вони навчилися упаковувати мікродвигуни в таблетки, що спрощують їх доставку до шлунка.