Нанороботы для лечения заболеваний сетчатки
Заболевания сетчатки глаз трудно поддаются лечению, поскольку доставлять лекарства через плотную стекловидную ткань глаза очень сложно. Группа исследователей из Института интеллектуальных систем имени Макса Планка (Германия) создала миниатюрные устройства - наноботов*, которые могут легко "проплывать" через эту ткань. Эти устройства, обладающие магнитными свойствами и имеющие диаметр порядка 500 нм, имеют форму пропеллеров** и покрыты слоем жидкости, который предотвращает прилипание к тканям глаз при продвижении через них. Они могут содержать лекарства или другие терапевтические агенты, а также могут быть направлены в определенную область сетчатки с помощью приложенных магнитных полей.
Информация об этой разработке была опубликована в журнале Science Advances.
Прохождение объектов через биологические ткани является сложной задачей, поскольку, например, стекловидное тело глаза содержит плотную сеть гиалуроновых и коллагеновых молекул. Эта сеть действует как барьер для частиц.
Исследователи создали свои нанопропеллеры с помощью вакуумной технологии, называемой методом скользящего углового осаждения, которая позволила создать микроустройства в форме штопора с покрытием из железа, никеля или кремния.
Затем устройства были покрыты биосовместимым, двухслойным материалом, содержащим жидкий фторуглерод. Идея такого покрытия появилась после исследования жидкостного слоя на "губе" плотоядного растения Nepenthes, благодаря которому оно ловит насекомых. Покрытие значительно снижает прилипание наноробота к белковой "сети" в ткани глаза и позволяет устройствам практически беспрепятственно проходить сквозь нее.
Диаметр наночастиц составляет 500 нм в поперечнике и 2 мкм в длину. Это сопоставимо с размером ячеек биополимерной сети и означает, что нанороботы достаточно малы, чтобы проскользнуть сквозь них, не повредив эту ткань.
В своих исследованиях институтские ученые с помощью иглы ввели десятки тысяч таких наноботов в глаз свиньи. Затем они использовали магнитное поле, которое заставило ботов вращаться таким образом, что они стали плыть (со скоростью около 10 мкм/с) в определенном направлении через глазное яблоко в направлении сетчатки, где они, в итоге и заканчивали свое путешествие. Траекторию движения эти миниатюрных роботов ученые отслеживали с помощью оптической когерентной томографии - техники визуализации, которая обычно используется для диагностики глазных заболеваний. Весь процесс занимает около 30 минут, что намного меньше, чем время, которое требуется для естественной диффузии молекулы препарата до сетчатки глаза.
В настоящее время исследователи работают над нанопропеллерами, которые не только смогут "плыть" и сквозь более плотные ткани, чем ткани стекловидного тела глаза, но и доставлять в целевую область различные лекарственные препараты.
* Нанороботы, или наноботы — роботы, по своим размером сопоставимые с молекулой (менее 100 нм), обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ.
** Нанопропеллер - устройство размером в несколько нанометров, которое по форме напоминает штопор и имитирует ввинчивающиеся движения жгутиковых бактерий или сперматозоидов.
Хотите больше новостей? Подпишитесь на наши новости на Facebook и Вконтакте.
Источник: Physics World