Виверження крихітних нано-вулканів - новий метод введення лікарських препаратів в організм пацієнта
Дослідники з університету штату Північна Кароліна (North Carolina State University, NCSU) розробили методи виготовлення так званих нано-вулканів, крихітних наноструктур, які можуть використовуватися для безболісного введення точних доз лікарських препаратів в організм людини-пацієнта. Процес виготовлення нано-вулканів починається з приміщення на поверхню тонкої плівки сферичних наночастинок, виготовлених зі спеціального прозорого полімерного матеріалу. Потім ці наночастинки висвітлювалися ультрафіолетовим світлом, який фокусувався і розсіювався з їх допомогою, створюючи світлові образи певної форми на поверхні плівки.
Тонка плівка, на яку наносилися наночастинки, виготовлена із спеціального фотоактивного матеріалу, який зазнає хімічні зміни у місцях опромінення ультрафіолетовим світлом. Після висвітлення матеріалу світлом він був занурений в рідкий розчинник, який змив ті частини матеріалу, які зазнали впливу світла. Залишився матеріал формує структуру нано-вулкана, який має внутрішню порожнину і крихітна "жерло" вгорі.
"Ми можемо керувати формою світлових образів, змінюючи діаметр сферичних наночастинок і змінюючи довжину хвилі лазерного світла, яким ми висвітлюємо наночастинки" - розповідає Ксу Занг (Xu Zhang), один з дослідників і автор статті, що описує дослідження і отримані результати, - "Це означає, що ми можемо керувати формою і геометрією створюваних структур, що визначає висоту нано-вулкана і обсяг його внутрішньої порожнини".
Створення подібних складних наноструктур стало можливим завдяки створенню фахівцями NCSU складної і точної комп'ютерної моделі, що дозволяє розрахувати форму і розміри нано-вулканів, грунтуючись на даних про діаметрі сферичної наночастинки і довжині хвилі лазерного світла.
Оскільки створювані структуру нано-вулканів мають дуже точні розміри, об'єм внутрішньої порожнини і діаметр вихідного отвору, вони є ідеальними кандидатами на використання їх в якості засобу введення точно розрахованих доз медичних препаратів, які вводяться за певний проміжок часу. Розмір порожнини визначає кількість препарату зберігається, а розмір вихідного отвору - швидкість випуску препарату в організм пацієнта.
В даний час група Ксу Занг працює над тим, щоб пристосувати розроблену ними технологію до умов, потрібних для масового виробництва лікарських препаратів. Крім цього ведеться розробка методів, які дозволять наповнювати рідкими або гелеобразными препаратами внутрішні порожнини цих нано-вулканів. І лише після вирішення всіх вищезазначених завдань можна буде через деякий час чекати появи лікарських препаратів, які будуть поставлятися у вигляді тонких плівок, які подібно пластиру треба буде клеїти на шкіру пацієнта.