Имплантируемый чип с управлением через NFC сократил опухоль на 50% за 2 недели

Исследователи из Южной Кореи разработали имплантируемое устройство, которое позволяет точно и безопасно доставлять химиотерапевтические препараты в опухоли. Миниатюрная система под названием DPw-DDS использует сразу два механизма: электрофорез для дозированного выпуска лекарства и ионофорез для его направленного проникновения в глубину тканей.

Прототип устройства, размером всего несколько миллиметров, включает два модуля — отсек с лекарством и вспомогательный резервуар — а также контроллер с поддержкой NFC (технология ближней беспроводной связи). Благодаря этому имплант можно включать и настраивать дистанционно.

Иллюстрация: DOI: 10.1126/sciadv.ads9269 (Science Advances)

Главная задача при лечении твёрдых опухолей — доставить препарат точно в мишень, минуя здоровые ткани и при этом преодолеть биологические барьеры. Существующие методы часто страдают от побочных эффектов или неэффективности: лекарства распадаются до цели, теряются в кровотоке или «застревают» в поверхностных слоях опухоли. DPw-DDS решает обе задачи: препарат выходит из резервуара через «односторонний клапан» — он пропускает молекулы лекарства только в одну сторону, под действием слабого электрического поля. Дополнительно, это поле помогает «поместить» лекарство глубже в ткани — за счёт эффекта ионофореза, когда ионы переносятся через кожу при помощи электрического тока.

Обычные пластыри и мази доставляют лекарства в организм за счёт диффузии — молекулы постепенно просачиваются из области с высокой концентрацией (пластырь) в ткани организма. Этот процесс идёт медленно и плохо управляется. В серии экспериментов на животных учёные показали, что использование DPw-DDS приводит к четырёхкратному улучшению проникновения препарата по сравнению с диффузией. Через 2 недели после начала лечения объём опухолей у мышей уменьшился на 50% — в то время как в контрольной группе наблюдался рост на 200–290%. При этом побочные эффекты были минимальны: гистологический анализ показал отсутствие значимых повреждений в печени, сердце, лёгких и других органах.

Система также демонстрирует высокую точность: исследователям удалось добиться соотношения включения / выключения доставки препарата до 30 раз, что позволяет задавать разные режимы терапии — как непрерывной, так и импульсной. Кроме того, капсула DPw-DDS способна доставлять разные типы молекул: как мелкие гидрофильные, так и крупные гидрофобные.

Авторы подчёркивают, что устройство подходит для лечения не только поверхностных, но и глубоко расположенных опухолей: оно стабильно работает на дистанции до 15 см от внешнего источника питания. Дальнейшие шаги включают улучшение гибкости, интеграцию с сенсорами для мониторинга состояния и создание перезаряжаемых или биоразлагаемых версий устройства.