Ультрамаленький блок «M» демонстрирует большие идеи в доставке лекарств

Исследователи из Мичиганского университета, создав, возможно, самую маленькую в мире трёхмерную неофициальную букву «M», продемонстрировали процесс производства наночастиц, способный создавать многослойные частицы точной формы.

Новый метод позволяет производить частицы толщиной в 10 и более слоёв, что позволяет включать несколько курсов лечения, металлы, пластики или практически любые другие материалы. Их можно изготавливать с точно контролируемыми размерами и формами от 25 нанометров в поперечнике. Тестовые логотипы размером 115×160 микрон и толщиной 3 микрона каждый примерно соответствуют размеру песчинки.

Потенциал для медицины

Одним из первых применений может стать химиотерапия. Способность включать несколько слоёв позволит комбинировать разные химиотерапевтические препараты и нацеливаться на несколько типов раковых клеток одним лечением. Также можно добавлять магнитные материалы, позволяющие направлять препараты к опухолям.

Гибкость формы, размера и состава частиц может позволить оптимизировать лекарства для более эффективного воздействия на раковые клетки и меньшего вреда здоровым.

«Разные типы рака имеют разную структуру клеток... Мы можем легко адаптировать форму и комбинации лекарств в этих новых частицах под каждый тип рака», — говорит Геета Мехта, доцент кафедры науки о материалах.

Хотя до новых методов лечения, вероятно, 5–10 лет, команда надеется получить раннюю версию лекарств для тестирования в течение одного-двух лет.

Процесс производства и другие применения

Процесс производства начинается с кремниевой пластины с жидкоотталкивающим покрытием. Ультрафиолетом покрытие вытравливается в форме будущих частиц. Затем пластину погружают в жидкость с полимером, растворённым в растворителе. Жидкость остаётся только на вытравленных участках, и после испарения растворителя остаётся полимер, формируя частицы точной формы. Для получения нескольких слоёв пластину погружают снова и снова.

По словам разработчика процесса Эниша Тутеджи, текущие методы производства многослойных наночастиц сложнее, и большинство из них могут производить только сферические частицы.

Помимо доставки лекарств (ингаляционные вакцины, препараты пролонгированного действия), технология может быть полезна для тестирования новых методов лечения в лабораториях, а также для производства компьютерных дисплеев, диагностических сенсоров и даже микроскопических двигателей.

Исследование «Wettability Engendered Templated Self-Assembly (WETS) for Fabricating Multiphasic Particles» опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces от 25 февраля. Работа поддержана Национальным научным фондом и Управлением военно-морских исследований.