Жидкие кристаллы научились упаковывать лекарства

Исследователи из Мадридского университета Комплутенсе (UCM) и Университета Нова в Лиссабоне (UNL) использовали платиновые (Pt) соединения жидкокристаллической природы для создания нанокристаллических структур. Эти структуры способны эффективно инкапсулировать и транспортировать нерастворимые в воде лекарства, которые иначе сложно вводить в организм.

Исследование, опубликованное в Nano Research, показывает, что новые нанокристаллы Pt(II), помимо применения в качестве фосфоресцентных маркеров в методах биоимиджинга, могут найти применение и в биомедицине — для инкапсуляции нерастворимых в воде препаратов.

К таким гидрофобным лекарствам относятся некоторые противоопухолевые терапии. Их сложно вводить из-за плохой растворимости в воде, что вынуждает увеличивать дозу для достижения желаемого терапевтического эффекта. Это, в свою очередь, повышает токсичность и побочные эффекты для пациента.

«Чтобы устранить эти проблемы, мы стратегически спроектировали нанокристаллы Pt(II) с идеальными структурными характеристиками, которые делают их отличными кандидатами для инкапсуляции и транспортировки нерастворимых в воде веществ», — пояснила Мерседес Кано, главный исследователь группы MatMoPol на кафедре неорганической химии UCM.

Внутренняя полость, изолированная от воды

Кристиан Куэрва, бывший исследователь кафедры неорганической химии UCM на старте этого направления, а ныне сотрудник UNL, отметил: «Наличие протяжённых алкильных цепей, ориентированных к внешней стороне нанокристаллов, облегчает их стабильную дисперсию в воде», добавив, что «цепи, расположенные внутрь, способствуют удержанию гидрофобных веществ внутри внутренней полости».

Для проведения исследования учёные приготовили новые люминесцентные нанокристаллы Pt(II) внутри небольших сферических эмульсий, образованных смешиванием воды с маслянистым растворителем.

Последующее испарение растворителя создаёт внутреннюю полость, полностью изолированную от водной среды и обладающую идеальными характеристиками для инкапсуляции гидрофобных лекарств.

Тесты по инкапсуляции проводились с использованием кумарина 6 (C6) — люминесцентного соединения, практически нерастворимого в воде, в качестве модели гидрофобного вещества. Последующий анализ подтвердил наличие C6 внутри нанокристаллов с высокой эффективностью инкапсуляции до 79%.

От ЖК-экранов до нанокапсул

Одной из главных революций в области жидких кристаллов стало их использование в ЖК-экранах (LCD) планшетов, электронных книг, ноутбуков и цифровых часов, хотя сейчас их могут вытеснить системы OLED, предлагающие лучшую производительность.

«В последние десятилетия, как раз когда многие думали, что жидкие кристаллы "достигли потолка", мы обнаружили, что эти материалы обладают и усиливают дополнительные свойства, такие как фосфоресценция и проводимость, прокладывая путь новым технологическим применениям в областях люминесцентных сенсоров и электрических батарей. Используя нанонауку и нанотехнологии, мы теперь продемонстрировали, что жидкие кристаллы также могут быть чрезвычайно полезны в области биомедицины», — заключил Куэрва.