Пушки ударят по болезням

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2016, №3)

s20160320 chem3 gun.pngДесятилетиями эксперты в области биомедицины мечтали найти лекарство, которое, как волшебная пуля, сможет поразить очаг смертельной болезни. И хотя в этой области работы еще непочатый край, исследователи из США предполагают, что они наконец разработали надежный способ доставки лекарства в глубь пораженной ткани. Больное место можно будет бомбардировать наноразмерными капсулами, заряженными лекарственными препаратами. Капсулы будут вылетать из жерл крошечных пушек под воздействием ультразвукового импульса («ACS Nano», 2015, doi: 10.1021/acsnano.5b07080).

Импульс ультразвука вызывает испарение перфторуглеводородной эмульсии в жерле пушки, и пары выталкивают наноядра из ствола орудия

Как говорит руководитель исследования Джозеф Вонг из университета Калифорнии в Сан-Диего, в макромире один из самых мощных инструментов для придачи импульса снаряду — это пушки. Поэтому у исследователей появилась идея разработать микропушку, активируемую ультразвуком. Разработанные в группе Вонга орудия — это крошечные полые трубки конической формы, которые получают, нанося слои оксида графена и золота на полимерную основу.

До удаления полимера, окружающего ствол микропушки, миниатюрную артиллерию заряжают ядрами из оксида кремния в биогеле (к которому в перспективе можно будет прикрепить лекарство и биомаркер заболевания) и эмульсией на основе перфторуглеводородов. Как поясняет Вонг, сфокусированный импульс ультразвука, сгенерированный пьезоэлектрическим преобразователем, приводит к самопроизвольному испарению перфторуглеводорода. Из-за испарения давление паров увеличивается, что заставляет ядра покидать ствол микропушки с большой скоростью.

Разработанную технологию можно применять во многих областях, однако в первую очередь Вонг с коллегами планируют использовать микроядра как средства направленной доставки лекарственных препаратов. Исследователи предполагают, что с помощью таких микро- или наноразмерных орудий возможно обеспечить глубокое проникновение малых доз лекарственных препаратов в ткани. При этом новый метод может оказаться гораздо более эффективным, чем существующие способы направленной доставки лекарственных препаратов и микрохирургия.

Для проверки своей идеи исследователи зарядили батарею микропушек, закрепленных на мембране, и поупражнялись в стрельбе наноядрами из флуоресцирующих частиц по гелям-мишеням, моделирующим живую ткань. Действительно, оказалось, что вылетающие по ультразвуковому сигналу снаряды проникают в гель на достаточную глубину. Правда, пока такие микробатареи тестировали только на моделях, а не на настоящих биологических тканях.

В данный момент исследователи из Сан-Диего модернизируют свои микропушки. Одна из задач, которую надо решить для ускорения практического использования микроартиллерии, заключается в создании боеприпасов различных типов, ведь одновременная загрузка в микроорудие нескольких типов частиц позволила бы обстреливать мишень сразу несколькими типами зарядов. Естественно, в планах ученых — проверка ультразвуковой артиллерии на настоящих биообъектах.

123

Разные разности

01.09.2020 14:00:00

Китай впервые запустил на Марс космический корабль «Тяньвэнь-1»; его название означает «вопросы к небу»…

…в США разработали методику отслеживания онлайн-кампаний по дезинформации в режиме реального времени, которая способна уменьшить вмешательство других стран в американские выборы 2020 года…

…возможно, собаки умеют ориентироваться по магнитному полю Земли…

>>
14.08.2020 17:00:00

Четверть века цивилизованное человечество озабоченно думает о сохранении лесов. Проведено множество переговоров на самом разном уровне, подписаны кипы документов, принято бесчисленное количество заявлений и программ, а результата нет. Отчего так происходит? Об этом рассуждали 23 эксперта в рамках недавней дискуссии о путях трансформации лесов.

>>
07.08.2020 16:00:00

Планета Проксима b не случайно привлекает пристальное внимание астрономов. Ведь сразу после ее открытия выяснилось, что это почти Земля: массу оценили в 1,3 земных, причем расположена планета в обитаемой зоне, где возможна жидкая вода. Теперь же к расследованию присоединился точнейший спектрограф ESPRESSO.

>>
07.07.2020 18:00:00

…проект ИТЭР по созданию крупнейшего в мире термоядерного реактора прошел важную веху — на место установлено основание криостата, самая большая и тяжелая часть токамака...

…созданы структуры для фотосинтеза, более эффективного, чем природный, — капли размером с клетку, содержащие мембраны хлоропластов шпината и компоненты ферментативного цикла для синтеза органических молекул из углекислого газа…

…каждая третья женщина европейского происхождения имеет «неандертальский» вариант рецептора гормона прогестерона, связанный с повышенной рождаемостью, более редким кровотечением на ранних сроках беременности и меньшим количеством выкидышей…


>>
20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>