FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September – October
176 cities
6-8 октября 2017
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
октябрь-декабрь 2017
МВДЦ «Сибирь», Кванториум,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»

Ученые создали уникальные нанокапсулы для адресной доставки лекарств

Международная группа исследователей при участии физиков из МГУ имени М.В.Ломоносова разработала совершенно новый тип носителя лекарств для их адресной доставки к больному органу — гелевые нанокапсулы с двойной оболочкой. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Scientific Reports. 

 

Исследование пока носит фундаментальный характер. Однако один из авторов исследования Игорь Потемкин (профессор кафедры физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ) утверждает, что в ближайшие годы на основе этой работы станет возможным создание нанокапсул, которые будут идеальными носителями для адресной доставки лекарств, а их производство будет относительно дешевым.  

Адресной доставкой лекарств ученые занимаются уже давно, множество лабораторий мира работают над их созданием, поскольку перспективы этого направления огромны. Создано множество «наноэкипажей» для доставки лекарств по нужному адресу, но перед учеными все еще стоит множество проблем. Главной из них многие исследователи считают проблему того, как заставить лекарство начинать действовать только тогда, когда оно попадет в нужное место.  

«Многие существующие носители инкапсулируют лекарства за счет дальнодействующего электростатического взаимодействия – заряд носителя противоположен заряду лекарства. У нас же никакой электростатики нет, все здесь контролируется температурой – и заполнение внутренней полости, и ее запирание, и высвобождение ее содержимого там, где это требуется. Поэтому сами лекарства могут быть как заряженными, так и нейтральными», — комментирует один из российских соавторов статьи, доктор физико-математических наук Игорь Потемкин.

По словам авторов статьи, существуют и другие стимулы для высвобождения лекарств, например, внешнее магнитное поле, кислотность среды (pH), однако в каждом случае, как и в случае с электростатикой, исследователи сталкиваются с проблемой преждевременного выпуска лекарств.

Ученые решили использовать структуры, которые ранее практически не исследовались, — гелевые нанокапсулы. Основной проблемой, прежде резко снижавшей интерес к ним, было то, что такие капсулы, едва появившись, тут же слипались со своими соседками (теряли коллоидную стабильность) при попытке «загрузки» их лекарствами, что делало доставку невозможной (или малоэффективной). Ученым удалось решить эту проблему, создав носитель, внутренняя полость которого, словно яйцо с двумя скорлупами, окружена двумя оболочками разного химического состава. Внешняя пористая оболочка играет защитную (стабилизирующую) роль и препятствует слипанию нанокапсул, а поры внутренней оболочки могут открываться и закрываться в зависимости от температуры за счет изменения взаимодействия между ее мономерными звеньями.

В момент заполнения полости поры открыты, и лекарство всасывается в нее как в губку, затем температура меняется, поры внутренней оболочки закрываются, и лекарство отправляется в путь. В дальнейшем поры смогут открыться вновь только там, где это позволит температура.

Приготовление двухслойных капсул в этом эксперименте сводилось к послойному синтезу двух полимерных оболочек разного химического состава вокруг ядра из оксида кремния, а по окончании синтеза это ядро химическим образом растворялось, оставляя вместо себя пустое пространство.

Основная трудность этой работы заключалась в том, что исследователи во многом шли вслепую, не зная наверняка, как поведет себя их нанокапсула, не «схлопнется» ли ее полость, оставшаяся после удаления кремниевого ядра, достаточного ли размера окажутся поры оболочек для того, чтобы всосать в себя транспортируемое вещество, а затем высвободить его там, где требуется, надежно ли оно будет заперто во время транспортировки. К счастью, все эти опасения оказались напрасными — в ответ на изменения температуры поры открывались и закрывались, «по дороге» (в эксперименте, настоящей «дороги» не было — ученые измеряли возможные потери из полости по мере течения времени) содержимое капсул практически не терялось, а внутренняя полость не только не схлопывалась — она становилась даже больше первоначального размера кремниевого ядра.

Изготовление наногелевых капсул и связанные с ними измерения проводились в Европе, главным образом в Германии, а российские ученые из МГУ, Игорь Потемкин и его коллега Андрей Рудов, работали над компьютерным моделированием, с помощью которого исследователи изучали зависимость структуры нанокапсул от температуры. Также физиками МГУ с помощью компьютерного моделирования был продемонстрирован способ инкапсулирования и высвобождения транспортируемых молекул при изменении температуры.  

На данном этапе работа носила чисто фундаментальный характер и была предназначена в первую очередь для демонстрации эффективности концепции. Эксперименты проводились в диапазоне температур 32-42°C. Это несколько больше диапазона температур, благоприятных для человека, хотя в дальнейшем, утверждает Игорь Потемкин, этот диапазон легко можно будет сузить. 

Совместные работы группы рассчитаны еще на четыре года. «Осталось еще много вопросов, — комментирует ученый. — Например, мы «поймали» структуру, в которой полость не схлопывается по мере коллапса (то есть в момент закрытия пор). Теперь осталось понять, как это получается, как влияет плотность сшивки слоев, т.е. какое минимальное количество сшивателя не приводит к схлопыванию полости, и так далее».

Потемкин уверен, что в любом случае созданные исследовательской группой наноконтейнеры представляют собой идеальные носители для адресной доставки лекарств. Более того, их синтез не отличается сложностью и относительно дешев. Хотя на данном этапе исследований его конкретную стоимость назвать сложно, в планах коллаборации уже сейчас стоит создание крупнотоннажного, приемлемого с коммерческой точки зрения, производства микрогелей.

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Почему футболист умнее шахматиста?

Чемпионат среди роботов — это своего рода

Жизнь упала с неба

Новые гипотезы ученых: органическое вещество образовалось не на Земле, а одновременно с Землей

 

«Горячая десятка» организмов

Список из десяти самых удивительных живых существ, открытых в минувшем году, составил Международный институт исследования видов при Ун

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Ветряные монстры

Если вам посчастливится вживую увидеть творения голландского скульптора Тео Янсена, то вы наверняка испытаете настоящий шок. Дело в том, что Янсен уже 16 лет занимается созданием так называемых самодвижущихся скульптур.

Химики изучили строение «родственников» фуллерена

На Ямале есть дырка в земле, в которую можно влететь на вертолете - 2

В материале "На Ямале есть дырка в земле, в которую можно влететь на вертолете" сообщалось, что над объяснением феномена  "ломают голову представи

Даже ящерицам не под силу, куда уж людям!

Оказывается, вновь отросший хвост ящерицы — не точная копия прежнего, ею отброшенного, а жалкая его имитация! У него совершенно другая анатомия.

Конец времен

Независимо от индейцев майя, «обещавших» конец света в 2012 году, ученые также пророчат на первую половину XX века своего рода череду кризисов, но вполне на научных  основаниях.