Мышь, белая
Точную доставку химиопрепарата в клетки опухоли ученые предлагают осуществлять с помощью наноплатформ из нитрида бора и полимерных магнитноактивных нанокапсул размером от 100 до 200 нм.
«Особый интерес представляют полые частицы из нитрида бора, так как внутрь их может быть загружено лекарство, которое при попадании наночастиц в клетки опухоли высвобождается и приводит к их гибели, — рассказал проф. кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ «МИСиС» Дмитрий Штанский. — Первые эксперименты показали эффективность этих наноносителей, недавно метод был испытан на клетках саркомы, обладающей множественной лекарственной устойчивостью». Как
пояснил ученый, технология находится на стадии доклинических исследований.
Метод нанокапсулирования предполагает использование биоразлагаемых полимеров — высокомолекулярного полиэтиленгликоля и поликапролактона. Готовая к применению субстанция представляет собой коллоидный раствор из капсул с действующим веществом.
«Мы получили довольно устойчивые коллоидные растворы закапсулированных веществ, что позволяет определенное время хранить препарат, — пояснил доцент кафедры физической химии НИТУ «МИСиС» Георгий Фролов. — Капсулам были приданы магнитные свойства, необходимые для того, чтобы управлять их локализацией после введения с помощью магнитного поля».
По словам ученого, метод был испытан на белых мышах. Полученные результаты подтвердили, что происходит доставка вещества в клетки-мишени.
Плотные слои
При оперативном удалении опухоли важным вопросом является точное определение ее границ. Ученые решили использовать уникальное свойство некоторых раковых клеток — обилие рецепторов на их поверхности; если промаркировать их, то можно увидеть отчетливые границы пораженной ткани. В частности, их рецепторы активно взаимодействуют с токсинами, например, с ядом кобры, который исследователи задействовали в своей разработке.
Эксперт центра энергоэффективности МИСиС Юрий Уткин говорит: «В качестве маркеров мы решили использовать квантовые точки — искусственные кристаллы размером до нескольких сотен нанометров, способные светиться в видимом диапазоне». Соединение квантовой точки с токсином взаимодействует с рецепторами и высвечивает поверхность опухоли. Впереди у исследователей поиск более безопасных соединений для квантовых точек, например, на основе силикагеля или оксида графена.
После удаления тканей, пораженных опухолью, часто встает вопрос о реконструкции органов, особенно костей. Для замены утраченной костной ткани имплантат должен обладать бактерицидной и биологической активностью, т.е. одновременно препятствовать воспалительному процессу и обрастать клетками кости, — задачи почти несовместимые. Для этого в материал имплантата ученые решили ввести ионы серебра, которые, высвобождаясь в течение длительного времени, обеспечивают антибактериальную активность. «К сожалению, бактерицидные компоненты действуют так же угнетающе и на живые клетки ткани, поэтому сложность задачи состояла в том, чтобы найти такой материал, который не препятствовал бы регенерации», — отметил Дмитрий Штанский.
Ученые предложили совместить имплантацию с противоопухолевой терапией и разработали материал, полностью имитирующий костную ткань и содержащий цитостатический препарат. Решить эту задачу помог сверхвысокомолекулярный полиэтилен, способный сравниться по прочности со сталью, но в то же время пластичный и легко моделируемый с помощью хирургических инструментов прямо во время операции. «Этот материал используется в эндопротезировании уже более 40 лет. Мы же научились создавать в нем особую пористую структуру с микрорельефом, сквозь которую прорастают клетки костной ткани», — пояснил научный сотрудник МИСиС Федор Сенаторов. Лекарственный препарат вносится в верхний плотный слой полимера, но не в виде напыления, а в качестве пропитки. По прогнозам ученых, внедрение новых технологий в медицинскую практику может произойти не ранее, чем через 7—10 лет.
