Эти похожие на цветы частицы оксида цинка имеют размер три микрометра (цветное изображение, полученное с помощью электронного микроскопа). © Dong Wook Kim / Max Planck Institute for Intelligent Systems
Каковы способы доставки лекарств в конкретные области организма, где они необходимы? Ученые изучают этот вопрос уже давно. Одним из примеров является отправка противораковых препаратов прямо в опухоль, чтобы они действовали только там и не вызывали побочных эффектов в остальном организме.
Сегодня исследователи работают над поиском частиц-носителей, которые могут удерживать активные ингредиенты. Эти частицы должны соответствовать нескольким критическим критериям:
- Они должны быть способны переносить как можно больше молекул лекарственных препаратов.
- Их должно быть легко направлять по кровотоку с помощью простого метода, например, ультразвука.
- Отслеживание внутри организма с помощью неинвазивной визуализации позволяет исследователям подтвердить, достигает ли лекарство нужного места.
Найти одну частицу, которая отвечала бы всем этим требованиям, было непросто, но исследования, проведенные учеными из Швейцарской высшей технической школой Цюриха, позволили обнаружить особый класс частиц, который отвечает всем этим требованиям.
Помимо своей эффективности, эти частицы выглядят привлекательно под микроскопом — напоминая крошечные бумажные цветы или пустынные розы. Очень тонкие лепестки образуют из них формы, похожие на цветы. Диаметр цветочных частиц составляет от одного до пяти микрометров, что немного меньше эритроцита.
Частицы напоминают крошечные бумажные цветы или песчаные розы и собираются самоорганизующимся образом.
Благодаря своей форме частицы обладают двумя преимуществами:
Частицы имеют большую площадь поверхности по сравнению с их размером, с крошечными порами между лепестками, которые могут поглощать много лекарств. Они также рассеивают звуковые волны или могут иметь светопоглощающие молекулы, нанесенные на них, что позволяет легко увидеть их с помощью ультразвука или световой визуализации.
«Раньше исследователи в основном изучали крошечные пузырьки газа как способ транспортировки по кровотоку с использованием ультразвука или других акустических методов. Теперь мы продемонстрировали, что твердые микрочастицы также могут управляться акустикой», — говорят ученые.
Этот особый класс частиц имеет преимущество перед пузырьками в том, что они могут быть загружены большим количеством молекул активного ингредиента.
Исследователи надеются, что эта технология когда-нибудь будет использоваться для доставки лекарств к опухолям или тромбам, закупоривающим кровеносные сосуды. Частицы могут быть изготовлены из разных материалов и иметь различные покрытия в зависимости от их использования. Исследователи выбрали метод визуализации для контроля их положения.
Ключ к тому, как работают частицы, — это их форма, а не материал, из которого они сделаны. В своем исследовании ученые внимательно изучили частицы в форме цветка, сделанные из оксида цинка. Они также протестировали частицы, сделанные из полиимида и смеси никеля с органическими материалами.
Теперь ученые с нетерпением ждут возможности усовершенствовать свою концепцию, проведя сначала испытания на животных.
Исследование было опубликовано в Advanced Materials.