Исследователи из Сургутского государственного университета и Томского политехнического университета разрабатывают метод создания микрокапсул с биологически активными веществами. Такие капсулы могут стать основой новых форм лекарств и биодобавок, позволяющих дозировать вещества с чрезвычайно высокой точностью.
В экспериментах используется экстракт тимьяна, который содержит комплекс биологически активных веществ. Среди них терпеновые компоненты (например, тимол и карвакрол) и фенольная фракция (включая розмариновую кислоту), которые связывают с антимикробными, антиоксидантными и противовоспалительными свойствами тимьяна.
Основной инструмент — микрофлюидный чип с каналами тоньше миллиметра. Через входы подаются экстракт с желатином и раствор альгината натрия. Подаваемое перпендикулярно масло разделяет поток на мельчайшие капли — будущие микрокапсулы размером в несколько десятков микрометров.
Исследователи изучили, как скорость потоков, вязкость жидкостей и геометрия каналов влияют на размер капсул, и создали математическую модель, позволяющую прогнозировать его без проб и ошибок.
«За счет математического моделирования мы можем определить, какое количество биологически активного вещества попадает в одну микрокапсулу. Конкретному размеру капсулы соответствует определенная нанодоза вещества. Нанодозирование — сложная задача, потому что для профилактики иногда требуется совсем небольшое количество вещества. Возможность точно регулировать такую дозу очень полезна для медицины», — пояснил руководитель проекта Максим Пискунов.
Ученые также исследуют поведение капсул в средах, имитирующих жидкости организма. От толщины и свойств оболочки зависит скорость высвобождения вещества — это позволяет создавать препараты с пролонгированным действием.
Технология пока на стадии лабораторных исследований, но масштабируется просто: параллельная работа десятков чипов позволит наладить малотоннажное производство. В перспективе метод может применяться для лекарств, витаминов и функциональных продуктов питания.
Результаты опубликованы в журнале Physics of Fluids.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
