Наноразмерная «перьевая ручка» рисует терапевтические наноалмазы

Исследователи из Северо-Западного университета создали инструмент для точной доставки крошечных доз лекарственных наноматериалов в отдельные клетки. Инструмент, названный нанофонтанным зондом (nanofountain probe), работает в двух режимах. В первом режиме зонд действует как перьевая ручка, где «чернилами» служат покрытые лекарством наноалмазы, что позволяет «рисовать» или создавать устройства. Во втором режиме он функционирует как шприц для одной клетки, позволяя напрямую вводить биомолекулы или химические вещества.

Технология может использоваться как исследовательский инструмент для разработки новых методов лечения рака и как инструмент нанопроизводства для создания имплантируемых устройств доставки лекарств. В текущей работе ученые использовали зонд для инъекции малых доз наноалмазов как в здоровые, так и в раковые клетки. Это поможет исследовать эффективность новых систем «лекарство-наноматериал».

Кроме того, та же технология позволила создать на стеклянных подложках точечные массивы из покрытых лекарством наноалмазов с диаметром точек менее 100 нанометров. Это доказывает возможность производства устройств для доставки наноматериалов внутри организма. Работа решает две ключевые проблемы в разработке и клиническом применении наноматериалов для доставки лекарств: контроль дозировки и высокое пространственное разрешение.

«Это позволяет нам доставить точную дозу в одну клетку и наблюдать ее реакцию по сравнению с соседними клетками, — сказал доктор Дин Хо. — Это позволит исследовать предельную эффективность новых стратегий лечения через спектр механизмов интернализации».

Ранее команда разработала полимерный пластырь с наноалмазами для локальной доставки химиотерапевтических препаратов после удаления опухоли. Пластырь обеспечивает контролируемое высвобождение низких доз лекарства в течение нескольких месяцев. «Привлекательным усовершенствованием будет использование нанофонтанного зонда для замены сплошных пленок в таких устройствах на структурированные массивы из нескольких препаратов», — пояснил доктор Хо.

«Один из наиболее значимых аспектов этой работы — способность зонда доставлять наноматериалы, покрытые широким спектром лекарств и других биологических агентов, включая ДНК, вирусы и другие терапевтически релевантные материалы», — добавил доктор Хорасио Эспиноза.

Исследование опубликовано в журнале Small в статье «Nanofountain-probe-based high-resolution patterning and single-cell injection of functionalized nanodiamonds».