Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Как наноаэрозоли проникают в лёгкие

Разработка учёных ИТЭБ РАН

Официальный сайт Администрации города Пущино

Лечить болезни лёгких можно с помощью лекарств в форме наноаэрозолей, полагают учёные из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, расположенного в Пущине.

Для создания таких лекарств важно понимать, как наноаэрозольные частицы проникают в клетки лёгочной ткани. Учёные создали модель, на которой изучали, как частицы наноаэрозоля взаимодействуют с липидным слоем, и подобрали условия, при которых наночастицы его пробивают. Результаты их двухлетней работы опубликованы в журнале Американского химического общества «Langmuir» (Morozov et al., Ballistic Penetration of Highly Charged Nanoaerosol Particles through a Lipid Monolayer).

Болезни лёгких давно лечат с помощью ингаляторов, распыляющих лекарства в виде аэрозолей – летящих крошечных частиц и капель. Недостаток этого метода состоит в том, что аэрозоли оседают в верхних отделах лёгких. Поэтому учёные возлагают надежды на наноаэрозоли, которые способны проникнуть глубоко в лёгкие. Благодаря очень малому размеру частиц (10–9 м), концентрация лекарства, необходимого для лечения, снижается в сотни и более раз. Проблема, однако, в том, что совершенно неясно, что происходит, когда частицы наноаэрозоля достигают поверхности лёгочных алвеол. Ведь наши лёгкие покрыты слоем липидов (жиров), и лекарство должно сквозь него проникнуть. Способны ли на это частицы наноаэрозоля? Учёные из лаборатории наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН под руководством Виктора Морозова впервые показали, что это вполне реально для заряженных наночастиц размером порядка 100 нм.

Для экспериментов ученые выбрали основной липид лёгких – дипальмитоилфосфатидилхолин (ДПФХ). Они приготовили из этого липида монослой на поверхности воды в ванне Ленгмюра, в устройстве, приспособленном для измерения поверхностного натяжения. Заряженные наноаэрозоли получали методом электрораспыления растворов глюкозы, белков и других веществ. Опытным путём обнаружили, что при напылении на монослой наночастиц размером более ста нанометров поверхностное натяжение липидного слоя изменяется, становясь ближе к натяжению поверхности воды, то есть монослой становится менее плотным. «Частицы наноаэрозоля буквально пробивают его как пули», – пояснила пресс-службе ИТЭБ РАН соавтор статьи, кандидат химических наук Елена Шляпникова.

Далее учёные положили на дно ванны Ленгмюра тонкую пленку слюды и снова распылили наноаэрозоль на липидный слой. Затем слюду достали и изучили с помощью атомно-силового микроскопа. На её поверхности они обнаружили слипшиеся комочки липида.

«Мы увидели впервые в мире, что сильно заряженные наночастицы глюкозы пробивают липидный монослой», – прокомментировала Елена Андреевна.

В процессе эксперимента учёные обнаружили два эффекта, конкурирующих между собой. От них зависит, повышается или понижается поверхностное натяжение липидного монослоя. Если наночастицы сделать слишком маленькими, то им не хватает энергии, чтобы пробить липидный слой. Кроме того, наночастицы должны быть сильно заряженными и полярными. Если молекулы, из которых сделан наноаэрозоль, неполярны, то они могут встроиться в липидный слой, сделав его более плотным.

«Поверхностное натяжение будет зависеть от размера и природы частицы, которая падает на поверхность липида. Я думаю, мы близки к пониманию того, что здесь происходит», – уверена Елена Шляпникова.

Чтобы увидеть, как наночастицы падают на липидный слой, какой путь совершают выбитые липидные молекулы, учёные поставили эксперимент на синхротроне в Курчатовском институте. Совместная публикация, подводящая итоги экспериментов, выйдет в журнале «Кристаллография» в начале 2018 года.

Эксперимент продолжается в Европейском синхротронном центре в Гренобле.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 19.09.2017


Читать статьи по темам:

наномедицина доставка препаратов Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Пластырь вместо липосакции

Масса жира на той стороне живота, куда приклеили пластырь, сократилась на 20% всего через четыре недели после начала эксперимента.

читать

Один укол вместо нескольких

В зависимости от состава полимерные микрокапсулы разрушаются в разное время, высвобождая очередную дозу препарата внутри организма пациента.

читать

Антигриппозный пластырь

Американские ученые доказали эффективность растворимых пластырей как способа вакцинации против гриппа. В ближайшем будущем этот метод может заменить болезненные уколы.

читать

Рынок на $140 млрд

В настоящее время из всех направлений наномедицины особенно быстро развивается адресная доставка лекарств, и на это будут выделяться большие объемы финансирования.

читать

Наноконтейнеры в борьбе с гриппом

Чтобы лечебная молекула попала в нужную клетку и при этом сохранила свои свойства, ее нужно упаковать в капсулу. Специально для антивирусной РНК ее разработали ученые из ТПУ.

читать