ТАСС, 24 января. Российские и британские исследователи разработали новую методику изготовления пористых наночастиц, благодаря которой можно гибко управлять тем, как быстро они будут разрушаться при попадании в организм человека. Об этом пишет пресс-служба Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН.
"Ранее мы уже доказали, что кремниевые наночастицы малотоксичны. Их можно применять в качестве контейнеров для доставки лекарств, а также усилителей ультразвуковых и электромагнитных волн, применяемых для терапии. Уникальное свойство наночастиц пористого кремния, в отличие от других твердотельных наноматериалов - их способность растворяться в живых клетках и тканях", - прокомментировал результаты работы один из ее авторов, сотрудник ИТЭБ РАН Андрей Кудрявцев.
За последнее десятилетие ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака и других болезней, которые основаны на различных органических или неорганических наночастицах. В некоторых случаях эти структуры непосредственное участвуют в уничтожении опухоли или ликвидации источника болезни, выступая в качестве своеобразной "мишени", на которую наводятся или иммунные клетки, или излучение лазера.
В других, как отмечают авторы открытия, наночастицы служат лишь средством доставки лекарств и токсинов в опухоль, что позволяет врачам сделать работу этих веществ эффективнее и снизить их дозу. Роль подобных "контейнеров" для доставки препаратов могут играть самые разные органические структуры, которые имитируют клетку, а также неорганические соединения, "невидимые" для иммунитета.
Сушка наночастиц
Три года назад Кудрявцев и его коллеги объединили плюсы обоих подходов, создав пористые наночастицы из кремния. Их можно наполнить любым лекарством и веществом и изолировать от внешнего мира, благодаря чему молекулы химиотерапии не будут убивать здоровые клетки и органы.
Главным плюсом этих наночастиц было то, что они сохраняли стабильность только при определенных температурах среды. Для этого ученые покрыли кремний особым теплочувствительным полимером, который расширялся при температурах, превышающих 37 градусов Цельсия, и "растягивал" наночастицу, выпуская ее содержимое наружу. Это резко ускоряет вывод наночастиц из организма, снижает их токсичность и повышает эффективность их работы.
Создав эти наночастицы, российские ученые и их коллеги из Великобритании задумались о том, как можно управлять их поведением, менять долговечность и другие важные параметры, которые влияют на скорость деградации наночастиц и темпы выделения их содержимого. Для ответа на этот вопрос исследователи изготовили несколько типов пористых кремниевых наночастиц и детально изучили их свойства.
В частности, ученых интересовало то, как методика высушивания наночастиц влияла на их внутренний объем и темпы их разрушения при попадании в живые клетки. Как показали их замеры, сверхбыстрый способ высушивания этих структур, при котором резко повышается и температура, и давление, не только сделал наночастицы более объемными и активными при облучении светом, но и ускорил их биодеградацию.
В частности, подобные структуры распадались практически полностью за 11 дней, тогда как "обычные" наночастицы за это время повреждались лишь частично. Эта особенность, соответственно, позволяет гибко управлять временем жизни наночастиц, меняя обстоятельства их сушки. Открытие этой черты у пористых кремниевых наночастиц, как надеются Кудрявцев и его коллеги, значительно расширит спектр их применения.