Учёные научились упаковывать экстракт тимьяна в микроскопические капсулы для точной доставки

Экстракт тимьяна давно известен как мощное натуральное средство благодаря широкому спектру полезных свойств. Его репутация основана на биологически активных соединениях — тимоле, карвакроле, розмариновой и кофейной кислотах, которые, как известно, поддерживают иммунную функцию, а также обладают противовоспалительным, противомикробным и антиоксидантным действием.

Учёные нашли способ заключать крошечные, точные дозы экстракта тимьяна в микроскопические капсулы. Эта технология может сделать растительные соединения более безопасными, стабильными и удобными для доставки в медицине и пищевой промышленности. Credit: Shutterstock

Несмотря на потенциал, экстракт тимьяна имеет практические недостатки, ограничивающие его применение. Он быстро испаряется, что затрудняет хранение и точную дозировку. В больших количествах он также может вызывать раздражение, иногда приводя к кожным высыпаниям или дискомфорту в пищеварительной системе.

Учёные из Томского политехнического университета и Сургутского государственного университета (Россия) нашли способ решить обе эти проблемы, заключая мельчайшие капли экстракта тимьяна в другую жидкость. Этот подход позволяет доставлять экстракт в очень малых дозах, предотвращая его испарение. Результаты их работы по созданию инкапсулированных нанодоз тимьяна были опубликованы в журнале Physics of Fluids издательства AIP Publishing.

Процесс основан на тщательно контролируемых потоках экстракта тимьяна, желатина, альгината натрия (распространённого загустителя в пищевой промышленности) и масла. Сначала исследователи смешали экстракт тимьяна с желатином и пропустили эту смесь через микрочип одновременно с потоком альгината натрия. Внутри чипа две жидкости текли вместе, оставаясь чётко разделёнными. Затем поток масла, поданный с перпендикулярного направления, разбивал объединённый поток на чрезвычайно мелкие капли, каждая из которых оказывалась полностью инкапсулированной.

Ключевой результат исследования — не конкретное количество использованного экстракта, а доказательство того, что достижима точная и стабильная нанодозировка. Прежде чем этот метод можно будет применять в медицине, потребуется дополнительная работа по упаковке этих нанодоз в пероральные капсулы, пригодные для фармацевтического использования.

«Система стремится к саморегуляции для доставки относительно постоянной дозы, что ценно для доставки лекарств, — сказал автор работы Максим Пискунов. — В то же время изменение и регулировка диаметра микрокапель, содержащих нанодозу биологически активного вещества, возможны только путём изменения скорости потока масляной фазы».

Исследователи подчёркивают, что метод не ограничивается только экстрактом тимьяна. Его можно использовать и для других веществ, а потенциал применения выходит за рамки фармацевтики, включая пищевую промышленность. Пискунов добавил, что сочетание этого метода с машинным зрением и искусственным интеллектом может позволить осуществлять мониторинг и контроль нанодозирования в реальном времени.

«Мы считаем, что этот метод можно использовать для инкапсуляции различных водных экстрактов, — отметил Пискунов. — В нашем исследовании не было выявлено существенных ограничений. Более того, в настоящее время мы работаем над инкапсуляцией водно-спиртового экстракта с гораздо более высокой концентрацией биологически активных веществ».

ИИ: Это интересный пример того, как классические методы микрофлюидики и материаловедения находят применение в создании «умных» систем доставки биологически активных веществ. Подход российских учёных может стать шагом к персонализированной фитотерапии, где дозировка и стабильность натуральных компонентов будут контролироваться с высокой точностью.