Наразі у США та багатьох інших країнах спостерігається опіоїдна криза, пов’язана з різким зростанням споживання як аптечних знеболювальних, так і нелегальних потужних синтетичних препаратів – фентанілу та його похідних. Через це передозування подібними речовинами набули масштабів епідемії. Антагоніст опіоїдних рецепторів налоксон, який вводять підшкірно або інтраназально, є ефективним засобом від передозування, однак вводити його зазвичай повинна людина, яка перебуває поруч і від якої вимагається вчасно розпізнати симптоми і швидко перейти до дій. Через відсутність такої людини або зволікання при наданні допомоги виживають менше п’яти відсотків жертв передозування.
Щоб автоматизувати процес діагностики та лікування, співробітники Массачусетського технологічного інституту, Гарвардської медичної школи та Лікарні Brigham and Women’s під керівництвом Джованні Траверзо (Giovanni Traverso) розробили підшкірний імплантат, названий iSOS (implantable system for opioid safety, система, яку можна імплантувати, для безпечного приймання опіоїдів). За своїми габаритами – 8 ? 12 ? 78 міліметрів – пристрій нагадує петльові реєстратори ЕКГ, які імплантують клінічно. Проведені експерименти засвідчили, що оптимальним місцем його встановлення є черевна стінка.
Імплантат ділиться на чотири об’єднаних загальним корпусом відділи: діагностики, лікування, живлення та попередження. Модуль діагностики містить мініатюрні електрокардіограф, фотоплетизмограф, термометр і датчики інерціального моменту, які розпізнають частоту дихання, частоту серцевих скорочень і її варіабельність, температуру тіла і насичення крові киснем. Крім того, в ньому розташований мікроконтролер, що виконує аналіз даних без потреби в зовнішніх обчислювальних пристроях на кшталт смартфона і керує інжектором, а також модуль Bluetooth для встановлення оновлень.
Лікувальний пристрій складається з електромотора, ротаційно-лінійного перетворювача руху, магнітного сенсора роботи мотора, поршня, двох контрольних клапанів і гнучкого поліуретанового резервуара з налоксоном, який оснащено портом для черезшкірного поповнення препаратом. Модуль живлення являє собою акумулятор, розрахований щонайменше на два тижні автономної роботи, і систему бездротової зарядки. Пристрій попередження складається з гудка, генератора вібрацій і системи подачі сигналу на смартфон, які покликані розбудити користувача, і він може вручну вимкнути подачу антидоту в разі помилкового спрацьовування.
Розробники провели низку калібрувальних експериментів, щоб вибрати оптимальний з погляду точності та енергоспоживання режим роботи пристрою у фоновому й активному режимах. Також було вивчено різні токсидроми (швидкі та повільні) отруєння опіоїдами в реальній ситуації, щоб запрограмувати імплантат відповідно до них. Випробування лікувального модуля показали, що він здатний вводити мілілітр розчину за десять секунд, забезпечуючи вивільнення відтворюваної дози налоксону (10,39 ± 0,66 міліграма за операцію), доки його кількість у резервуарі не знизиться приблизно на 85 відсотків. Стабільність препарату в розчині за температури тіла зберігалася щонайменше протягом чотирьох тижнів. Концентрації налоксону в плазмі при введенні за допомогою iSOS і звичайної підшкірної ін’єкції були порівнянними: 86,9 ± 11,1 і 95,9 ± 13,5 нанограма на мілілітр, як і площі під кривою (AUC): 4374,9 ± 1340,1 і 4596,0 ± 983,7 нанограма на мілілітр за хвилину.
Під час випробувань на 25 свинях із різними токсидромами передозування пристрій розпізнавав його симптоми за півхвилини після введення фентанілу, подавав сигнали тривоги і за 70 секунд вивільняв десять міліграмів налоксону за десять секунд. У результаті цього 96 відсотків тварин були успішно реанімовані не більше ніж протягом 3,2 хвилини – періоду, за який при зупинці дихання не відбувається незворотних змін у корі головного мозку.
Таким чином, iSOS може стати ефективним методом допомоги при передозуваннях при розладі, пов’язаному з вживанням опіоїдів, і має потенціал для значного зниження смертності від передозування цими речовинами на тлі опіоїдної кризи, підсумовують автори роботи.
У липні 2024 року американські, данські та японські дослідники повідомили про відкриття алостеричного модулятора опіоїдних рецепторів, який майже на порядок підвищує ефективність налоксону в разі передозування опіоїдами.
.gif)
