Viên nang mới thiết kế giúp giải phóng thuốc theo thời điểm khác nhau.

Việc tuân thủ đúng thời điểm dùng thuốc là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả điều trị đối với nhiều bệnh lý phổ biến, đặc biệt đối với các bệnh mạn tính. Những nghiên cứu gần đây đã cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa việc hấp thụ thuốc và đồng hồ sinh học của cơ thể, hay còn gọi là nhịp sinh học ngày đêm.

Một nghiên cứu công bố năm ngoái đã chỉ ra rằng những người quen dậy sớm uống thuốc huyết áp và những "cú đêm" uống thuốc trước khi đi ngủ có nguy cơ đau tim không gây tử vong thấp hơn. Một nghiên cứu khác thậm chí còn cho thấy uống thuốc chống viêm vào ban đêm thay vì buổi sáng có thể cản trở quá trình phục hồi.

Tuy nhiên, việc ghi nhớ và tuân thủ lịch trình uống thuốc hàng ngày là gánh nặng không nhỏ, đặc biệt với người cao tuổi thường gặp vấn đề về suy giảm nhận thức.

Giờ đây, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học California San Diego (UC San Diego) vừa công bố phát triển thành công một loại viên nang thông minh có khả năng phân phối nhiều liều thuốc theo từng giai đoạn trong ngày, hứa hẹn đơn giản hóa lịch trình điều trị phức tạp, đặc biệt đối với các bệnh mạn tính như Parkinson hoặc tim mạch.

Theo thông tin từ nhóm nghiên cứu, viên nang mới được thiết kế với nhiều ngăn chứa thuốc riêng biệt, mỗi ngăn được ngăn cách bằng lớp vách ngăn đặc biệt làm từ ma trận lactose, maltose và polyme phản ứng với độ pH. Cấu trúc này cho phép kiểm soát thời điểm giải phóng từng liều thuốc, dựa trên độ dày và đặc tính phản ứng của từng lớp ngăn cách.

Vỏ ngoài của viên nang được bao phủ bởi lớp cellulose thực vật có khả năng tan rã trong môi trường axit của dạ dày. Bên trong lớp vỏ này, các kỹ sư đã tích hợp thêm các hạt magie siêu nhỏ vào lớp vỏ với 2 chức năng chính: Thứ nhất, chúng tạo phản ứng sủi giúp phân tán nhanh liều đầu tiên vào trong dạ dày. Thứ hai, magie giúp trung hòa axit dạ dày, tạo điều kiện cho lớp vách ngăn phản ứng với độ pH bắt đầu tan ra và giải phóng liều thuốc thứ hai.

Viên nang bên trái rỗng, chỉ còn lại 2 vách ngăn, trong khi các viên nang bên phải chứa thuốc thử được nhuộm màu

Để kiểm chứng hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm viên nang với ba liều thuốc levodopa, loại thuốc dùng để điều trị bệnh Parkinson, được nhuộm màu khác nhau. Trong môi trường mô phỏng, viên nang cho thấy khả năng giải phóng ba liều theo từng giai đoạn rõ rệt. Liều đầu tiên được giải phóng ngay sau khi vào dạ dày, trong khi hai liều còn lại được giải phóng từ từ, mô phỏng cách thức điều trị hiệu quả và ổn định hơn cho bệnh nhân.

Việc lựa chọn thuốc Parkinson để thử nghiệm không phải là ngẫu nhiên. Duy trì nồng độ levodopa ổn định trong máu suốt cả ngày là yếu tố then chốt giúp bệnh nhân kiểm soát các triệu chứng hiệu quả.

"Nếu nồng độ thuốc giảm quá thấp, bệnh nhân sẽ gặp phải tình trạng run rẩy và các triệu chứng vận động khác. Nhưng nếu chúng tôi giữ được nồng độ đó ổn định, chúng tôi cũng có thể giúp duy trì sự ổn định trong vận động của bệnh nhân. Viên nang của chúng tôi có tiềm năng đảm bảo sự ổn định này suốt cả ngày, giúp bệnh nhân không phải lo lắng về việc căn đúng giờ uống từng liều một cách hoàn hảo", bà Amal Abbas, tác giả chính của nghiên cứu, giải thích.

Không chỉ dừng lại ở bệnh Parkinson, bà Abbas cho biết viên nang này còn có thể hữu ích cho bệnh nhân tim mạch, chẳng hạn bằng cách giải phóng một liều aspirin vào buổi sáng, thuốc chẹn beta vào buổi chiều và thuốc cholesterol vào ban đêm – tất cả chỉ từ một viên duy nhất.

Hiện nhóm của bà đang chuẩn bị bước vào giai đoạn thử nghiệm trên cơ thể sống (in vivo), đồng thời nghiên cứu khả năng kéo dài thời gian giải phóng thuốc của viên nang và phát triển phiên bản có thể giải phóng thuốc ở các vị trí khác trong đường tiêu hóa. Một công ty khởi nghiệp cũng đã được Amal Abbas thành lập nhằm đẩy nhanh quá trình thương mại hóa công nghệ tiềm năng này.