|
Исследователи из медицинского центра Джона Хопкинса разработали самособирающиеся контейнеры кубической формы, по размерам не превышающие пылинку. Такие контейнеры могут служить для доставки лекарств в организме человека. Они являются относительно недорогими, и могут производиться в массовом порядке в процессе, объединяющем технологию изготовления чипов с простой химией. Кроме того, благодаря своей металлической структуре, положение контейнеров внутри тела может отслеживаться с помощью магнитного резонанса.
Методика создания таких контейнеров, а также результаты успешных лабораторных испытаний были опубликованы в декабрьском выпуске журнала Biomedical Microdevices. В экспериментах контейнеры удерживали и отпускали микрокапли веществ и живые клетки, то есть то, что широко используется в медицинском лечении.
'Наша группа разработала новый процесс создания трехмерных контейнеров для захвата отдельных клеток и доставки медикаментов. - объясняет Девид Грасиас (David H. Gracias), руководитель исследовательской группы. - Мы говорим о принципиально новом устройстве, которое приведет к поколению 'умных таблеток'.
Грасиас занимается созданием микро- и наносистем для медицинских целей. Он считает, что микроконтейнеры, разработанные в его лаборатории, в будущем будут содержать и электронные компоненты. Это позволит им действовать в качестве биосенсоров в теле человека или же высвобождать лекарства в ответ на поступивший извне радиосигнал.
Чтобы создать контейнеры, Грасиас и его коллеги начали с методик, применяемых в микроэлектронике: осаждение тонких пленок, фотолитография и электроосаждение. В результате они получили плоскую заготовку из шести квадратов. Каждый квадрат имеет небольшие вытравленные в нем отверстия, позволяющие проходить лекарству или клеткам (см. рис).
Затем исследователи поместили на края квадратов 'крючки' из металлического припоя для того, чтобы скрепить их. При быстром нагревании припой плавился, и его поверхностное натяжение стягивало соседние квадраты вместе, тем самым, образуя куб. После охлаждения припой застывал, и форма куба сохранялась. 'Чтобы быть уверенным в том, что наша заготовка действительно свернулась в куб, мы должны располагать 'крючки' очень точно. - говорит Грасиас. - Но зато такая самоорганизующаяся методика позволяет нам создавать большое количество контейнеров одновременно и достаточно дешево'.
Созданные контейнеры покрыты ультратонким слоем золота, так что они вряд ли смогут вызвать токсический эффект в теле человека. Пока не проводилось тестов по их введению в живые организмы, но ученые уже провели лабораторные исследования, показавшие, как микроконтейнеры могут работать в медицине.
Так, Грасиас и коллеги использовали микропипетки для введения внутрь кубов суспензии, содержащей микрокапли лекарств. Было показано, что высвобождение содержимого может выполняться через колебания куба. Кроме того, исследователи помещали внутрь и человеческие клетки, которые продолжали там жить.
Для определения местоположения контейнеров с использованием магнитного резонанса были проведены исследования под руководством Баржо Гими (Barjor Gimi). В эксперименте контейнеры двигались по S-образному каналу. Было установлено, что врачи могут использовать неинвазивную методику для того, чтобы определять, где находятся контейнеры с лекарством. Наконец, некоторые контейнеры, содержащие никель, могут направляться под действием магнитного поля в заданную область человеческого тела.
'Мы верим, что такие самособирающиеся контейнеры обладают большим потенциалом как новый инструмент для диагностики и лечения', - заключает Грасиас. Читайте также: |
