Opracowano innowacyjną metodę dostarczania leków
Naukowcy opracowali eksperymentalną, nieinwazyjną metodę medyczną, pozwalającą dostarczać metalowe nanocząstki do dowolnego miejsca ciała. Będzie można ją wykorzystać do leczenie nieoperacyjnych guzów tkankowych, urazów mózgu i chorób naczyniowych.
Ostatnie postępy w nanotechnologii otwierają drzwi do nowych zastosowań medycznych, których jeszcze kilka lat temu nie można było sobie nawet wyobrazić. Nanocząstki można wykorzystać do przeróżnych celów - zasklepiania złamań kości, terapii antynowotworowych czy precyzyjnego dostarczania leków do chorych tkanek.
Ponieważ nanocząstki są zbudowane z cząstek ferromagnetycznych, mogą one być precyzyjne kierowane do konkretnych rejonów ciała przez potężne zewnętrzne elektromagnesy. Do tej pory jednak magnesy były w stanie tylko przyciągnąć nanocząstki, a nie je odepchnąć, uniemożliwiając tym samym dotarcie do struktur leżących głęboko wewnątrz ciała. Zespół uczonych z University of Maryland Medical Physics i Weinberg Medical Physics w Bethsesda odkrył sposób, w jaki nanocząstki można popchnąć przy pomocy magnesów.
Zasada działania magnesu jest powszechnie znana i dla nikogo nie jest zaskoczeniem, że przeciwne znaki pola magnetycznego przyciągają, a te same odpychają się. Ale wykorzystując tylko pole magnetyczne nie da się na dużą odległość odepchnąć jednego magnesu od drugiego, gdyż wykazują one tendencję do pozostawania w miejscu. Prędzej magnes obróci się tak, by linie pola magnetycznego o przeciwnych znakach znajdowały się naprzeciw siebie. Podobnie rzecz ma się z ferromagnetykami wykorzystywanymi w nanomedycynie, co może powodować poważne uszkodzenia w obrębie ciała.
Uczeni postanowili obejść tę przeszkodę przy użyciu pulsowo zmieniających się par pola magnetycznego. Pierwszy puls powodował obrócenie nanocząstki, bez klasycznego efektu przyciągania, a kolejny puls odpychał obiekt od źródła pola magnetycznego. Powtarzając proces kilkukrotnie, można doprowadzić do przemieszczenia się metalowych nanocząstek na odległość większą niż do tej pory.
- Nowa metoda rozwiązuje problemy wspólne dla wszystkich rodzajów nanocząstek, niezależnie czy podawanych dożylnie, czy donosowo. Nasze nanocząstki są stworzone, by wykonać swoją pracę - np. dostarczyć leki, zniszczyć guzy - a następnie rozpuścić się i zostać wydalonymi z moczem - powiedział Benjamin Shapiro, jeden z autorów innowacyjnej metody.
- Opisaliśmy zwyczajne nanocząstki, które nie niosą leków i mogą być wykorzystane do niszczenia nowotworów lub mikrobiologicznego biofilmu. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, by ładunkiem nie mogły być fragmenty RNA czy komórki macierzyste - dodał Irving Weinberg, drugi z autorów badań.
W swoich eksperymentach, naukowcy wykorzystali kobalt, ale z takim samym powodzeniem może być zastosowany dowolny materiał ferromagnetyczny, zawierający lub niezawierający tlenku żelaza. Co więcej, wiele wskazuje, że metoda wykorzystująca ferromagnetyczne nanocząstki może być także zastosowana do diagnostyki. Za jej pomocą można uzyskać obraz o rozdzielczości na poziomie komórkowej.
Shapiro i Weinberg pracują nad dopracowaniem metody dostarczania ferromagnetycznych nanocząstek, ale także nad tym, by ich produkcja była prosta i tania.
