Наноалмазы, способные доставлять лекарства через кожу

Кожа является одним из самых больших и доступных органов человеческого тела, но проникновение в ее глубокие слои для лечебных и косметических процедур все еще ускользает от науки. Хотя есть некоторые лекарства, такие как никотиновые пластыри, чтобы бросить курить, которые вводятся через кожу, этот метод лечения используется редко, поскольку проникающие частицы не должны быть больше 100 нанометров. Создание эффективных инструментов с использованием таких мельчайших частиц — непростая задача. Поскольку частицы настолько малы и их трудно увидеть, не менее сложно определить их точное местоположение внутри тела — информация, необходимая для обеспечения того, чтобы они достигли намеченной ткани-мишени. Сегодня такую информацию получают с помощью инвазивной, часто болезненной биопсии.

Новый подход, разработанный исследователями из Университета Бар-Илан в Израиле, предлагает инновационное решение для преодоления обеих этих проблем. Сочетая нанотехнологии и оптику, они получили крошечные (нанометровые) алмазные частицы, настолько маленькие, что они способны проникать в кожу и доставлять лекарственные и косметические средства. Кроме того, они создали безопасный лазерный оптический метод, который количественно определяет проникновение наноалмазов в различные слои кожи и определяет их местоположение и концентрацию в тканях тела неинвазивным способом, что устраняет необходимость в биопсии. Это новшество было только что опубликовано исследователями из Университетского института нанотехнологий и перспективных материалов в сотрудничестве с инженерным факультетом им. Кофкина и кафедрой химии в научном журнале ACS Nano.

Наноалмазы размером в миллионную долю миллиметра производятся путем детонации взрывчатых веществ внутри закрытой камеры. В этих условиях высокая температура и давление вызывают сплавление атомов углерода, содержащихся во взрывчатых веществах. Наноалмазы, созданные в процессе, достаточно малы, чтобы проникать в ткани и даже клетки, не причиняя вреда. Подобно грузовикам, которые осуществляют доставку, искусственные алмазы могут доставлять различные лекарства к намеченным целям, а их расстояние и местоположение можно контролировать благодаря крошечному размеру наноалмазов. Подход к доставке лекарств с использованием наночастиц уже доказал свою эффективность в предыдущих исследованиях. Наноалмазы, недавно разработанные в Университете Бар-Илан, также доказали свою эффективность в качестве антиоксидантов. Это свойство гарантирует, что частицы, проникающие в организм, являются безопасными и терапевтическими, поскольку их химические свойства позволяют покрывать их лекарством до их введения в организм.

Оптический метод, разработанный исследовательской группой, позволяет им определять относительную концентрацию частиц наноалмазов в различных слоях кожи (эпидермисе, дерме и жире) с помощью безопасного и неинвазивного зондирования, основанного на лазере с синей длиной волны, что само по себе является уникальным открытием. тот факт, что лазеры с красной длиной волны обычно используются при медицинских осмотрах и лечении людей. Чтобы определить их местонахождение в коже и в какой концентрации, пациентов кратковременно облучают синим лазерным лучом. Оптическая система создает трехмерное изображение, похожее на фотографию, из которого можно извлечь оптические изменения в обработанной ткани и сравнить их с соседними необработанными тканями с помощью специально разработанного алгоритма.

«Это значительное достижение в дерматологии и оптической инженерии», — говорит профессор Дрор Фикслер, директор Института нанотехнологий и перспективных материалов Университета Бар-Илан и член исследовательской группы. «Это может открыть дверь для разработки лекарств, наносимых через кожу, наряду с современными косметическими препаратами с использованием передовых нанотехнологий». Исследование Фикслера, которому помогал исследователь Чанна Шапира и другие, демонстрирует важность оптических инноваций в клиническом применении.

Источник