Наноракеты в желудке
Ученые впервые использовали наноботов с микродвигателями
для доставки лекарственных препаратов внутри живого организма
DailyTechInfo по материалам Gizmag: Nanobot micromotors deliver medical payload in living creature for the first time
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего представили всему миру доказательства того, что созданные ими микроскопические машины могут перемещаться внутри живого организма и доставлять груз лекарственных препаратов в необходимое место, не оказывая никаких неблагоприятных воздействий на этот организм. Микродвигатель имеет химическую природу, он продвигает наноботов за счет пузырьков газа, выделяющихся в ходе реакции между жидкостью внутри организма и материала, запас которого находится в двигателе. И как это давно заведено в науке, первыми живыми существами, испытавшими на себе воздействие наноботов, стали многострадальные подопытные грызуны.
Крошечные роботы, задействованные в эксперименте, имели форму трубки, длиной около 20 микрометров и диаметром 5 микрометров. Как только эти трубки, изготовленные из специального полимера и покрытые достаточно толстым слоем цинка, вводились в пищеварительный тракт животного и достигали его желудка, цинк начинал реагировать с соляной кислотой, входящей в состав пищеварительных соков. Выделяющийся при этом водород вырывался из внутренней полости трубок-наноботов, превращая их в подобие миниатюрных ракет.
Двигаясь со скоростью около 60 микрометров в секунду, наноботы покинули пределы желудка, где сработал заложенный в них еще один механизм, позволивший наноботам закрепиться на стенках кишечника и высвободить наночастицы из лекарственных препаратов, которые попали на кишечную ткань. Согласно собранной в результате экспериментов информации, наноботы, «развернутые» в кишечном тракте подопытного животного, оставались прикрепленными к стенкам кишечника в течение 12 часов даже несмотря на прием пищи животным, что является доказательством их эффективности.
После этого ученые произвели тщательный анализ тканей желудка и кишечника животного. Этот анализ показал, что присутствие наноботов не послужило причиной повреждений тканей и увеличения концентрации токсичных веществ в организме, ведь цинк в небольших количествах является микроэлементом, необходимым живому организму. И полученные учеными другие результаты показали их полное соответствие ожиданиям.
Следует отметить, что успех калифорнийских ученых является лишь первым шагом на пути создания технологий доставки лекарственных препаратов при помощи специально сконструированных нанороботов, которые будут использоваться по отношению к людям в не таком уж и далеком будущем. Конечно, ученым потребуются еще годы работы и масса экспериментов, прежде чем будет получено разрешение контролирующих государственных органов на использование таких технологий на людях. Но когда это произойдет, эти технологии перейдут из разряда научной фантастики в разряд обыденных вещей и станут безопасной альтернативой существующим сейчас традиционным методам доставки больших доз лекарственных препаратов.
Изготовление и определение характеристик микромоторов PEDOT/Zn
(PEDOT – poly(3,4-ethylenedioxythiophene))
(а) Схематическое изображение продвижения и внедрения в ткань микромоторов в желудке мыши in vivo.
(b) Изготовление микромоторов с использованием шаблонов из поликарбонатной мембраны:
(I) формирование микротрубочек из полиэтилендиокситиофена
(II) нанесение внутреннего слоя цинка
(III) растворение мембраны и высвобождение микромоторов.
(с) Изображение микромоторов, полученное с помощью сканирующего микроскопа (слева) и входящего в состав микромоторов элементарного цинка, полученные с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (справа). Деление шкалы соответствует 5 мкм.
(d) I-IV – полученные с помощью замедленной фотосъемки (с интервалом в 1 с) изображения продвижения микромоторов в желудочном соке при температуре тела (37°C). Деление шкалы соответствует 20 мкм.
Рисунок из статьи Wei Gao et al. Artificial Micromotors in the Mouse’s Stomach: A Step toward in Vivo Use of Synthetic Motors, опубликованной в открытом доступе в ACS Nano – ВМ.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
23.01.2015