Ежегодно до 90% препаратов, показавших высокие результаты в лабораторных и животных испытаниях, в дальнейшем оказываются неэффективными для человека — это приводит к колоссальным затратам и затягивает появление новых лекарств. Одна из главных причин — несовершенство существующих моделей кишечного барьера, которые не позволяют точно предсказать, как вещество будет всасываться в реальном организме. Учёные НИТУ МИСИС создали полимерную мембрану, которая почти в 100 раз точнее воспроизводит проницаемость тонкой кишки человека. Разработка позволит достовернее оценивать всасывание лекарств на доклиническом этапе, сократить число неудачных исследований и снизить затраты на создание новых препаратов. «Разработка может послужить основой для более совершенной модели, которая в перспективе позволит ускорить и удешевить тестирование препаратов на стадии выбора оптимальной лекарственной формы», — рассказал «Известиям» руководитель отдела аналитических исследований медицинской дирекции «Р-Фарм» Аркадий Зинченко. Новая мембрана имитирует складчатую поверхность тонкой кишки и уже прошла первые испытания, хотя для широкого внедрения модели предстоит решить ещё ряд задач.
Почему существующие модели не работают
Как пишут «Известия» со ссылкой на учёных НИТУ МИСИС, одной из причин неэффективности многих препаратов на поздних стадиях разработки являются видовые различия и несовершенство существующих доклинических моделей. Стандартом для изучения кишечного барьера остаются специально выращенные клетки линии Caco-2. Эта система представляет собой плоский монослой без характерного для кишечника рельефа «ворсинка — крипта». Формирующийся барьер в три раза плотнее, чем ткань человека, из-за чего проницаемость для растворимых веществ значительно снижается. Недостаточная точность таких моделей, по данным исследователей, обусловливает потерю до 75% всех затрат на разработку нового препарата.
Как работает новая мембрана
Учёные НИТУ МИСИС предложили способ получения мембран из поликапролактона — биосовместимого полимера, уже применяющегося в медицине. Им удалось сформировать мембрану с устойчивым микрорельефом, который не разглаживается и имитирует поверхность тонкой кишки. Сочетание формы и правильно подобранной пористости позволяет выращивать на поверхности клетки кишечного эпителия, которые формируют живой барьер, способный имитировать как здоровую слизистую, так и её патологии. Чтобы создать условия для равномерного распределения клеток по сложной поверхности, поверхность мембраны дополнительно обрабатывали хитозаном и полиглутаминовой кислотой. Проницаемость созданной мембраны на два порядка ближе к показателям настоящей ткани, чем у стандартной лабораторной модели.
Какую выгоду получит фармацевтическая отрасль
Ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова сообщила, что в рамках стратегического технологического проекта «Биомедицинская инженерия и биоматериалы» (реализуемого по госпрограмме «Приоритет 2030») учёные ведут исследования, направленные на улучшение качества жизни людей. На новый способ получения биомиметической мембраны уже подана заявка на патент. Разработка может стать основой для более совершенной модели, которая позволит ускорить и удешевить тестирование препаратов на стадии выбора оптимальной лекарственной формы, заменив некоторые этапы фармакокинетических тестов на животных.
Какие задачи ещё предстоит решить
Врач-гастроэнтеролог, и. о. директора Медицинского центра НГУ Евгения Крылова отметила, что создание пористой поликапролактоновой мембраны с трёхмерным микрорельефом — важный шаг от устаревших плоских систем к полноценному воспроизведению живой ткани. Главное достижение — устойчивый рельеф, который не разглаживается со временем. В классических моделях клетки выделяют избыточное количество белков плотных контактов, из-за чего барьер переуплотняется, а его проницаемость оказывается ниже реальной. Новая разработка устраняет эту проблему. Однако для превращения модели в полноценную систему тестирования предстоит смоделировать механическую деформацию мембраны под действием перистальтики кишечника как в норме, так и при патологиях. Тем не менее, по мнению экспертов, эта работа задаёт высокий стандарт в области биомедицинской инженерии и закладывает основу для платформ тестирования нового поколения.
Коротко: главное о разработке мембраны для тестирования лекарств
-
Что разработали учёные НИТУ МИСИС? Полимерную мембрану с микрорельефом, имитирующим поверхность тонкой кишки, проницаемость которой почти в 100 раз ближе к реальной ткани, чем у стандартной модели.
-
Почему существующие модели не точны? Клеточная линия Caco-2 формирует плоский монослой без характерного для кишечника рельефа, и барьер получается в три раза плотнее.
-
Какую выгоду даст разработка? Позволит точнее оценивать всасывание лекарств, сократить неудачные исследования и снизить затраты на создание препаратов.
-
Из какого материала сделана мембрана? Из поликапролактона — биосовместимого полимера, уже применяющегося в медицине.
-
Что предстоит сделать для внедрения? Смоделировать механическую деформацию мембраны под действием перистальтики кишечника.
Резюме
-
Учёные НИТУ МИСИС создали прототип мембраны, имитирующей кишечный барьер, с проницаемостью в 100 раз точнее стандартных моделей.
-
Разработка позволит достовернее оценивать всасывание лекарств на доклиническом этапе, сокращая до 75% затрат на создание новых препаратов.
-
Мембрана из поликапролактона воспроизводит микрорельеф тонкой кишки и позволяет выращивать клетки эпителия.
-
Эксперты считают, что разработка задаёт новый стандарт в области биомедицинской инженерии, но требует доработки для моделирования перистальтики.
-
На способ получения мембраны подана заявка на патент.
Материал подготовлен изданием «Техносуверен» (technosuveren.ru).
Дата публикации: 8 августа 2026 года.
