Полимерные покрытия помогают наностержням доставлять лекарства
 Схематическое изображение вариаций покрытия золотого наностержня полимерными слоями. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Небольшой размер золотых наностержней (их диаметр не превышает 10 – 100 нм), а также тот факт, что они легко могут быть превращены в функциональные, делает их перспективными структурами для доставки лекарственных препаратов в пораженные области организма. Наностержни, конфигурация которых позволяет «освобождать» прикрепленные к ним лекарственные препараты при помощи лазерного излучения из ИК-области (порядка 800 – 1200 нм), особенно привлекательны, поскольку на этих длинах волн биологические ткани прозрачны для излучения. Кроме того, можно легко создать золотые стержни, поглощающие именно эту часть спектра. Но, по мнению группы ученых из США, интерес могут представлять и те наностержни, которые поглощают свет в ближнем ИК-диапазоне.
В своих экспериментах, подтверждающих это предположение, группа ученых из University of Illinois (США) начала с того, что создали набор золотых наностержней с молекулами родамина 6G, захваченными в электростатическую ловушку на их поверхности. Родамин в данном случае исполнял роль «тестового лекарства», которое необходимо было доставить в нужную область. После этого на поверхность наностержней были последовательно нанесены два слоя заряженного полимера: отрицательно заряженная поли(акриловая кислота или натриевая соль) и положительно заряженный поли(гидрохлорид аллиламина).
Далее созданные образцы были разделены на две группы. Одна группа в течение одного часа облучалась лазерным диодом с длиной волны 785 нм. Вторая группа не облучалась и являлась контрольной. Длина волны в 785 нм была выбрана, поскольку на этой длине волны наностержни, благодаря отношению длины к толщине (равному 3,6), поглощают больше света.
На следующем шаге наностержни выделялись из насадочной жидкости с помощью центрифуги. Ученые измеряли количество молекул родамина, отделившихся от наностержней при помощи флуоресценции. При этом концентрация свободных молекул родамина сравнивалась с контрольной (не облученной) группой.
В процессе работы исследователи обнаружили, что количество молекул родамина, которые за заданный промежуток времени могут освободиться от наностержней, неразрывно связано с количеством слоев полимера, нанесенных на наностержень. Полученные результаты показали, что количество «освобождающихся» молекул может быть увеличено в 100 раз.
По словам ученых, золотые наностержни, поглощая излучение с длиной волны порядка 785 нм, могут генерировать достаточное количество тепла для локального уничтожения раковых клеток. В рамках своей работы исследователи провели эксперименты теплового контроля на водяной бане, подтверждающие это предположение. По мнению исследователей, полученные ими результаты будут иметь большое значение для методик доставки лекарств, работающих со светом, поскольку доля отделившихся молекул лекарства легко может контролироваться при помощи нанесения нужного количества слоев полимера.
В настоящее время научная группа работает над заменой применявшегося лазерного диода на импульсный лазер, что позволит лучше измерять температуру наностержней. Кроме того, они хотят повторить свои эксперименты в условиях, более приближенных к реальной ситуации. Подробные результаты их работы опубликованы в журнале Nano Letters.
Также по теме:
- Антибиотики, помещённые в нанокапсулы, эффективны в борьбе с микроорганизмами, устойчивыми к действию лекарств
- Разработана методика использования вирусов в качестве средств доставки лекарственных препаратов в организм
- Лазерный луч «накачивает» лекарства в раковые клетки
- Взаимодействия между наноматериалами и биологическими системами
- Доставка лекарств: от иглы к наностержням
Источники: