211service.com
Nanodaļiņu formai ir nozīme
Saskaņā ar jaunu pētījumu, nanodaļiņas, kas veidotas tā, lai atgādinātu noteiktas baktērijas, var vieglāk iefiltrēties cilvēka šūnās. Rezultāti liecina, ka nanodaļiņu formas maiņa var padarīt tās efektīvākas slimību ārstēšanā.
Šūnu iebrucēji: Cilindriskās nanodaļiņas viegli ieslīd šūnās. Tos varētu izmantot, lai piegādātu zāles vēža audos.
Džozefs DeSimons , ķīmijas un ķīmiskās inženierijas profesors Ziemeļkarolīnas Universitātē Chapel Hill un Ziemeļkarolīnas štata universitātē, pārbaudīja, kā nano- un mikrodaļiņas, kas veidotas kā kubi, pietupieni cilindri un gari stieņi, tika uzņemti cilvēka šūnās kultūrā. Viņš atklāja, ka garas, stieņa formas daļiņas ieslīd šūnās četras reizes ātrāk nekā īsas, cilindriskas formas ar līdzīgu tilpumu. DeSimone, kurš šonedēļ ziņoja par atklājumiem Proceedings of the National Academy of Sciences , atzīmē, ka ātrākās nanodaļiņas atgādina noteikta veida baktērijas, kas labi inficē šūnas. Viņš saka, ka daudzas stieņveida baktērijas ātri nokļūst šūnās. Izmantojot vienādu izmēru un formu, arī mūsu daļiņas nokļūst ļoti ātri.
Pētniekiem jau sen ir aizdomas, ka baktēriju, sēnīšu, asins šūnu – pat ziedputekšņu – atšķirīgo formu atdarināšana varētu uzlabot nanodaļiņu spēju piegādāt zāles slimām ķermeņa šūnām. Taču šīs aizdomas ir bijis grūti pārbaudīt. Ir nepieciešams veids, kā ātri izveidot miljardiem identiska izmēra, ķīmiskas un formas daļiņu un pēc tam sistemātiski mainīt šos parametrus, lai uzzinātu, kāda ir to ietekme.
DeSimone izstrādāja veidu, kā viegli izstrādāt un pārbaudīt dažādas daļiņu formas, vienlaikus kontrolējot izmēru un ķīmisko sastāvu. Piemēram, viņš var izgatavot dažādu formu daļiņas – bumerangus, virtuļus, sešstūra riekstus, cilindrus, kubus, vienlaikus saglabājot nemainīgu izmēru. Viņš var arī izgatavot dažāda izmēra bumeranga formas daļiņas vai saglabāt nemainīgu izmēru un formu un mainīt tikai daļiņu ķīmisko sastāvu. Viņš saka, ka process sniedz pētniekiem nepieredzētu kontroles līmeni, kas ļauj viegli ātri pārbaudīt, kā dažādu nanodaļiņu parametru, tostarp formas, maiņa ietekmē to uzvedību audos.
Multivide
Skatiet, kā izveidot bumeranga formas nanodaļiņas.
Vēsturiski lielākā daļa darbu ar daļiņām ir bijis ar sfēriskām daļiņām, jo dažādu formu daļiņu izgatavošana ir bijusi ļoti sarežģīta, saka Samirs Mitragotri , ķīmijas inženierijas profesors Kalifornijas Universitātē Santabarbarā. DeSimone demonstrē ļoti jaudīgu tehnoloģiju, kas parāda, ka var sagatavot dažādu formu un materiālu daļiņas, saka Mitragotri. Tas ievērojami pārsniedz pašreizējos rīkus. Viņš piebilst, ka papīrs parāda, ka forma būtiski ietekmē bioloģisko reakciju.
DeSimone arī identificēja precīzus mehānismus, ar kuriem šūnas uzņem dažādu formu daļiņas. Šie mehānismi nosaka, kur daļiņas nonāk šūnas iekšpusē. Šie jaunie dati varētu palīdzēt pētniekiem izstrādāt daļiņas, kas sasniedz noteiktus šūnas nodalījumus, kuriem ir zināms skābuma līmenis. Pēc tam pētnieki varēja precīzi noregulēt daļiņas, lai tās sadalītos un atbrīvotu kravu tikai tad, kad tās sasniedz vēlamo nodalījumu. Tādā veidā daļiņas atbrīvos zāles tikai mērķa šūnās, atstājot veselas šūnas neskartas.
DeSimone izmanto savu ražošanas paņēmienu, lai ražotu nanodaļiņas, kas piegādā zāles vēža šūnām. Viņš sāk izmēģinājumus ar pelēm vairākiem vēža veidiem – krūts, olnīcu, dzemdes kakla, plaušu, prostatas un limfomas. Viņš spēj veikt tik daudz izmēģinājumu, jo viņa daļiņām ir viegli pievienot dažādas apstrādes molekulas. Daļiņas, kas izstrādātas, lai ārstētu krūts vēzi, var viegli mainīt, piemēram, pret plaušu vēzi. Pārbaužu laikā DeSimone sistemātiski mainīs devas, izmērus un tā tālāk, lai noteiktu vismazāk toksiskās un efektīvākās kombinācijas. Viņš saka, ka tagad varat novērst daudz dažādu vēža veidu un apskatīt visefektīvākos dizaina parametrus, ko varat ievietot sistēmā.
DeSimone ir izstrādājis daļiņas, kas pēc izmēra, formas un elastības atgādina sarkanās asins šūnas, lai palīdzētu tām cirkulēt asinsritē bez bioloģisko barjeru aizvākšanas. (Viņš tos pārbauda ar dzīvniekiem kā potenciālu mākslīgo asiņu pamatu.) Viņš arī pārbauda garas, tārpiem līdzīgas daļiņas, kuras makrofāgi nevar viegli apēst. Daļiņai ir jāpārvar tik daudz šķēršļu, pirms tā sasniedz galamērķi, saka Mitragotri. Iepriekš pētnieki aprobežojās ar daļiņu izmēra un ķīmiskās sastāva maiņu. Mitragotri saka, ka, pievienojot spēju kontrolēt formu, tas ievērojami atvieglo šo šķēršļu pārvarēšanu.