Российские учёные создали новый композитный материал, который позволяет доставлять лекарство непосредственно в злокачественную опухоль. Композит состоит из металлической основы, а также особого полимера. Этот материал превращается в гель при охлаждении до 32 °C, а запечатанное в нём лекарство высвобождается и начинает действовать. Для этого достаточно поместить пациента в обычный аппарат МРТ — магнитное поле охлаждает металлический сплав, а вместе с ним и полимер. Изобретение найдёт применение в медицине, поскольку композит биосовместим и безопасен для организма.
Российские учёные из НИТУ МИСИС совместно с коллегами из других отечественных вузов и научных центров создали умный композит для медицинского применения. Материал способен высвобождать лекарственное средство при воздействии магнитного поля. Об этом RT рассказали в пресс-службе Российского научного фонда. Исследование поддержано РНФ. Результаты опубликованы в журналах ACS Applied Engineering Materials и Journal of Composites Science.
Первичные биологические тесты показали, что новый композит имеет высокую биосовместимость. Это говорит о том, что материал перспективен для биомедицинских целей. На основе нового композита можно создать препараты для адресной терапии раковых опухолей, которая не будет затрагивать здоровые ткани организма. Кроме того, материал может найти применение в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Лекарство будет высвобождаться из композитного носителя под влиянием магнитного поля.
«Предложенный композитный материал удобен тем, что активировать высвобождение лекарства из него можно с помощью однократного включения магнитного поля 3 Тесла, доступного в современных аппаратах для магнитно-резонансной томографии (МРТ)», — пояснил RT кандидат физико-математических наук, сотрудник НИТУ МИСИС Абдулкарим Амиров.
В основе композита — термочувствительный полимер (N-изопропилакриламида), который становится гелеобразным при понижении температуры. А также сплав из железа и родия, который способен охлаждаться под действием магнитного поля. Таким образом, меняя температуру сплава, можно менять состояние полимера. Что важно, изменения происходят в температурном диапазоне, близком к температуре человеческого тела. При температуре выше 32 °С полимер нерастворим, а при более низких значениях переходит в растворимое гелеобразное состояние.
Чтобы испытать композит, учёные сформировали на поверхности металлической основы микроструктуру в форме лунок, которые были заполнены противораковым препаратом доксорубицином, а затем запечатали их слоем полимера. Опыты показали, что магнитного поля стандартных медицинских томографов достаточно для снижения температуры композита от 37 °С до 32 °С, что в результате приводит к «разжижению» композита и высвобождает лекарство.
В исследовании также приняли участие учёные из Дагестанского федерального исследовательского центра РАН, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова и Института радиотехники и электроники имени В.А. Котельникова.