Нанотехнологии - УрФО

Перейти на основной сайт
ИА ИНВУР Логотип Инновационного портала УрФО

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг ресурсов "УралWeb"

Rambler's Top100

Вы здесь: Главная // Аналитика

Российские физики разработали методику, помогающую имплантатам безопасно прижиться в организме человека

Добавлено: 2016-08-05, просмотров: 219


Образцы имплантатов (брюшных сеток) из полипропилена с нанесённым покрытием.
Фотография Владимира Зверева.

Группа физиков из МГУ имени М.В. Ломоносова при участии швейцарских коллег разработала способ использования терапевтического действия нагрева или охлаждения тканей за счёт магнитокалорического эффекта. 

Учёные предложили новый способ применения магнитокалорического эффекта для адресной доставки лекарств в месте установки имплантата. Один из авторов работы Владимир Зверев с физического факультета МГУ утверждает, что аналогов метода, использующего отрицательный магнитокалорический эффект, в мире не существует.

Суть магнитокалорического эффекта (МКЭ) заклюается в том, что при воздействии внешнего магнитного поля на магнитный материал температура последнего изменяется, иногда повышаясь, а иногда, наоборот, падая (в зависимости от материала).

Один из методов, разработанных исследователями, носит название "магнитожидкостная гипотермия" и сводится к нагреву онкологических новообразований специальными магнитными наночастицами, адресно доставляемыми в место опухоли.

Для этого исследователями разработана установка по созданию переменного высокочастотного магнитного поля. С помощью этой установки в Российском научном онкологическом центре им. Н.Н. Блохина проведены первичные исследования клеточных культур различных типов раковых опухолей.

До этого биосовместимость и нетоксичность микрочастиц доказали исследования на мышах. Теперь же учёные проводят эксперименты по фармакокинетике микрочастиц, с помощью которых выясняется, как они удерживаются в опухоли и как распространяются в организме кровотоком.

Если о возможности подобного использования магнитокалорического эффекта в научной литературе уже упоминалось, то вторая методика, предложенная учёными, совершенно уникальна.

Одной из проблем при имплантации в человеческий организм инородных тел является вероятность их отторжения. Авторы статьи предлагают наносить на имплантаты (ещё во время их подготовки к установке в организм) специальное покрытие, состоящее из нескольких слоев.

Первый слой – магнитный материал, который охлаждается во внешнем магнитном поле (материал с отрицательным магнитокалорическим эффектом). Он может представлять собой тонкую плёнку или суспензию из магнитных микрочастиц. Второй слой — полимерная матрица, в которую, как в губку, помещено лекарственное вещество. Полимерная матрица находится в непосредственном тепловом контакте с магнитокалорическим материалом. Вся эта конструкция во время операции помещается в организм.

Полимер, используемый в технологиии, при нормальной температуре внутри организма (то есть при температуре выше 37 градусов) похож на желе, которое удерживает внутри себя лекарство. Когда магнитное поле понижает температуру магнитного материала, полимер переходит в жидкообразное состояние и выпускает лекарство в месте установки имплантата.

Например, когда после установки имплантата происходит воспаление, неинвазивное приложение внешнего магнитного поля (например, в установке МРТ) позволит выпустить нужную порцию лекарства в течение нужного времени в нужном месте.

Такой метод "адресной" доставки лекарств хорош уже тем, что он воздействует только на источник воспаления и лишён всякой связи с остальным организмом, то есть уже по определению совершенно безвреден для него. Но есть и проблема — пока непонятно, что делать, если лекарство в оболочке закончится.

Но разработчики метода уверены, что эта проблема решаема. "Во-первых, в некоторых случаях необходим только один, "залповый сброс" лекарства, например, необходимого для того, чтобы приклеилась брюшная сетка. А выпуск дозированных порций лекарства можно регулировать, управляя величиной внешнего магнитного поля. Можно также пополнять оболочку новым запасом лекарства, используя то обстоятельство, что лекарство химически может быть соединено с магнитными частицами, которые можно "дотащить" до нужного места в организме внешним магнитным полем. Правда, этот способ мы не разрабатывали, и он находится сейчас только в виде идеи", — поясняет Владимир Зверев.

Статью с результатами своих работ учёные опубликовали в журнале International Journal of Refrigeration.

Вести.ру