В магнитной лаборатории научного центра SCAMT создали новый вид магнитных наноконтейнеров для доставки лекарственных препаратов. За счет уникального сочетания методов синтеза размер полученных наносфер из магнетита можно легко регулировать. При этом полученные объекты не опасны для живых клеток. Эффективность нового материала ученые подтвердили в экспериментах по растворению модельного тромба. Результаты опубликованы в журнале Applied Materials & Interfaces.
Сфера применения магнитных наночастиц постоянно расширяется, но одним из самых перспективных направлений остается биомедицина. Частицы для адресной доставки препаратов активно используются, например, в борьбе с опухолями и тромбами. Чтобы эта борьба была эффективной, наночастицы должны соответствовать следующим параметрам: их размер должен лежать в нанометровом диапазоне, удельная поверхность и поры должны быть большими, а сами частицы нетоксичными. Для этого ученые постоянно оптимизируют методы синтеза наночастиц.
Сотрудники Университета ИТМО с помощью нового метода получили сферы из наночастиц магнетита с тромболитическим препаратом внутри. У таких сфер высокий магнитный момент, необходимый для точной адресной доставки, высокая площадь поверхности и большой объем пор для загрузки лекарств. Проверка биосовместимости показала, что частицы безвредны для клеток и не вызывают окислительный стресс в отличие от большинства металлических наночастиц. Это значит, что частицы, полученные новым методом, можно без опасений применять в медицине.
Изображения разработанных контейнеров при разных масштабах
«Мы впервые совместили несколько методов синтеза: золь-гель процесс и технику микроэмульсии, поэтому полученные материалы обладают заданными необходимыми свойствами, – комментирует Елизавета Анастасова, аспирант Лаборатории SCAMT. – Золь-гель процесс позволяет получить гель магнетита во всем объеме системы, а использование микроэмульсии из двух фаз помогает регулировать итоговый размер сфер».
Исследователи экспериментально проверили эффективность новых частиц. Для этого они искусственно создали модельный тромб и с помощью оптического микроскопа наблюдали, как он взаимодействует со сферами, несущими тромболитик – препарат, растворяющий тромбы. Сферы нацеливали на тромб с помощью магнитного поля. В результате на полный лизис тромба ушло 620 минут.
Елизавета Анастасова
«Мы специально синтезировали частицы большего размера, чтобы в оптический микроскоп проследить за тем, как они лизируют тромб. Возможность своими глазами в режиме реального времени наблюдать за действием нашей разработки оказалась самой впечатляющей и интересной частью работы», – добавляет Елизавета.
Ссылка: Magnetite Nanocontainers: Toward Injectable Highly Magnetic Materials for Targeted Drug Delivery. Elizaveta Anastasova et al. Applied Materials & Interfaces, August 23, 2018
( автор Анастасия Комарова)