Инфекция среднего уха, или средний отит, поражает 95 процентов детей, вызывая от 12 до 16 миллионов клинических посещений в год только в США. Это причина номер один для назначения педиатрических антибиотиков, но, как знают родители, вводить пероральные антибиотики маленьким детям несколько раз в день в течение 7-10 дней — непростая задача.«Принудительное кормление малыша антибиотиками через рот — это как полноконтактное боевое искусство», — говорит Дэниел Кохан, доктор медицинских наук, старший научный сотрудник исследования и директор Лаборатории биоматериалов и доставки лекарств в Boston Children’s.
Детям тоже становится лучше в течение нескольких дней, поэтому родители часто прекращают лечение слишком рано. Неполное лечение и частые рецидивы среднего отита (у 40 процентов детей четыре и более эпизода) способствуют развитию лекарственно-устойчивых инфекций. А поскольку для получения достаточного количества антибиотика в ухе необходимы высокие дозы, часто возникают такие побочные эффекты, как диарея, сыпь и молочница во рту.
«С помощью пероральных антибиотиков вы должны неоднократно обрабатывать все тело, чтобы добраться до среднего уха», — говорит Ронг Ян, доктор философии, инженер-химик из лаборатории Кохана и первый автор статьи. «С гелем педиатр может назначить весь курс антибиотиков сразу и только там, где это необходимо».Проникая в барабанную перепонку
При впрыскивании в слуховой проход гель быстро затвердевает и остается на месте, постепенно распределяя антибиотики через барабанную перепонку в среднее ухо. «Наша технология передает через барабанную перепонку вещи, которые обычно не проходят, в количестве, достаточном для терапевтического эффекта», — говорит Кохан.Раньше барабанная перепонка (также называемая барабанной перепонкой) была непроницаемым барьером.
Биоинженерный гель пропускает лекарства через него с помощью химических усилителей проницаемости (CPE), соединений, одобренных FDA для других целей, которые структурно подобны липидам в роговом слое, внешнем слое барабанной перепонки. CPE вставляются в мембрану, открывая молекулярные поры, через которые проходят антибиотики.
При испытании на шиншиллах (грызунах с диапазоном слуха и строением ушей, аналогичным человеческому) гель выделял высокие концентрации антибиотика ципрофлоксина в среднем ухе и полностью излечивал ушные инфекции, вызванные Haemophilus influenzae, у 10 из 10 животных. Обычные ушные капли с ципрофлоксацином вылечили инфекцию только у 5 из 8 животных к 7-му дню.
Наблюдаемой токсичности не было, и в крови животных не было обнаружено антибиотиков. Ян и Кохан отметили легкую потерю слуха, похожую на ту, что вызвана ушной серой. Уменьшение количества геля облегчило проблему.
«Транстимпанальная доставка антибиотиков в среднее ухо может дать детям возможность извлечь пользу из быстрой антибактериальной активности противомикробных препаратов без системного воздействия и может уменьшить появление резистентных микробов», — говорит Стивен Пелтон, доктор медицины, педиатрический врач-инфекционист из Бостона. Медицинский центр и соавтор газеты.
Эта работа недавно выиграла конкурс плакатов на Дне инноваций в области биологических наук в Массачусетсе в 2016 году. Кохан получил большой пятилетний грант NIH для продолжения работы и награду от Фонда развития технологий Бостонской детской больницы за продвижение запатентованной технологии в клиническую практику.
Хотя необходимы дальнейшие исследования, Кохан надеется создать компанию, которая в ближайшие несколько месяцев начнет тестирование геля на пациентах.Исследование было проведено в сотрудничестве с отделением детских инфекционных заболеваний Бостонского медицинского центра. Соавторами были Стивен Пелтон и Вишаха Сабхарвал из Бостонского медицинского центра; Джон Розовски из Массачусетса «Глаз и ухо»; и Обиаджулу Оконкво, Надя Шлыкова, Ронг Тонг, Лили Юн Лин, Вэйпин Ван и Шутао Го из детской больницы Бостона.Финансирование было предоставлено Центром интеграции медицины и инновационных технологий (субподряд на закупку медицинских исследований армии США № W81XWH-09-2-0001), трастовым фондом Shereta Seelig Charitable Foundation Trust, Национальными институтами здравоохранения (DC015050) и Департаментом здравоохранения.
Анестезия в детской больнице Бостона.