Минус 60% массы опухоли: как микророботы с ферментным приводом уничтожают рак мочевого пузыря
NewsMakerОбычные пузырьки для диагностики превратили в управляемый транспорт для химиотерапии.
Инженеры из Калифорнийского технологического института и Университета Южной Калифорнии предложили необычно простой вариант медицинского микроробота . В роли устройства выступает крошечный пузырек с белковой оболочкой. Разработчики пытались решить давнюю проблему адресной доставки лекарств внутри организма. Раньше подобные системы оказывались слишком сложными по устройству, дорогими в производстве и плохо управляемыми после введения в ткани.
Новая конструкция устроена предельно прямо. Вместо многослойных корпусов, гидрогелевых капсул и печати на 3D принтерах здесь используются микропузырьки, которые уже давно применяют при ультразвуковой диагностике как контрастное вещество. Их совместимость с тканями хорошо известна врачам. Получают такие частицы с помощью ультразвукового перемешивания раствора. Метод позволяет быстро выпускать тысячи одинаковых объектов без сложной лабораторной инфраструктуры и с небольшими затратами.
Белковая оболочка удобна тем, что к ней легко присоединять разные молекулы. Исследователи химически обработали аминогруппы на поверхности и закрепили там ферменты, противоопухолевые препараты и наночастицы. После такой доработки микропузырек превращается в активный носитель. Он может двигаться, реагировать на химическую обстановку вокруг и переносить лечебное вещество прямо к нужному участку.
За перемещение отвечает фермент уреаза, который размещен на поверхности неравномерно. Уреаза расщепляет мочевину, обычный продукт обмена веществ в организме. Во время реакции образуются аммиак и углекислый газ. Поскольку фермент распределен несимметрично, продукты реакции скапливаются с одной стороны сильнее. Возникает локальный перепад концентрации и пузырек получает толчок в противоположную сторону. Так формируется самопроизвольное поступательное движение без моторов и внешних приводов.
Инженеры из Калифорнийского технологического института и Университета Южной Калифорнии предложили необычно простой вариант медицинского микроробота . В роли устройства выступает крошечный пузырек с белковой оболочкой. Разработчики пытались решить давнюю проблему адресной доставки лекарств внутри организма. Раньше подобные системы оказывались слишком сложными по устройству, дорогими в производстве и плохо управляемыми после введения в ткани.
Новая конструкция устроена предельно прямо. Вместо многослойных корпусов, гидрогелевых капсул и печати на 3D принтерах здесь используются микропузырьки, которые уже давно применяют при ультразвуковой диагностике как контрастное вещество. Их совместимость с тканями хорошо известна врачам. Получают такие частицы с помощью ультразвукового перемешивания раствора. Метод позволяет быстро выпускать тысячи одинаковых объектов без сложной лабораторной инфраструктуры и с небольшими затратами.
Белковая оболочка удобна тем, что к ней легко присоединять разные молекулы. Исследователи химически обработали аминогруппы на поверхности и закрепили там ферменты, противоопухолевые препараты и наночастицы. После такой доработки микропузырек превращается в активный носитель. Он может двигаться, реагировать на химическую обстановку вокруг и переносить лечебное вещество прямо к нужному участку.
За перемещение отвечает фермент уреаза, который размещен на поверхности неравномерно. Уреаза расщепляет мочевину, обычный продукт обмена веществ в организме. Во время реакции образуются аммиак и углекислый газ. Поскольку фермент распределен несимметрично, продукты реакции скапливаются с одной стороны сильнее. Возникает локальный перепад концентрации и пузырек получает толчок в противоположную сторону. Так формируется самопроизвольное поступательное движение без моторов и внешних приводов.