Химики получили новый перспективный материал на основе наночастиц гибридного соединения, содержащего монослои дисульфида молибдена и молекулы аминокислоты аргинина. Исследования показали, что такие наночастицы способны эффективно преобразовывать излучение инфракрасного диапазона в тепло, и могут быть в дальнейшем использованы для фототермической терапии бактериальных инфекций и новообразований. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials.
Фототермическая терапия — это многообещающий метод, демонстрирующий высокую эффективность в клинических испытаниях. Среди его преимуществ — минимальная инвазивность, возможность направленного локального воздействия, относительная простота и легкость комбинирования с другими терапевтическими мероприятиями. Физическая основа этого метода состоит в способности различных соединений трансформировать поглощенное облучение в тепло, в так называемых окнах терапевтической прозрачности биологических сред и тканей ближнего ИК-диапазона. Для дальнейшего развития фототермической терапии требуется создание новых биосовместимых фототермических материалов.
Ученые из Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН (Москва) получили гибридное соединение с гостевыми молекулами аминокислоты (гидрат L-аргинина). В таких системах, словно в слоеном пироге, отрицательно запряженные монослои дисульфида молибдена регулярно чередуются с молекулами органической или неорганической природы.
Низкоконцентрированные (несколько ppm) водные суспензии наночастиц полученного в работе соединения демонстрировали высокую эффективность преобразования лазерного излучения ближнего ИК-диапазона в тепло в двух окнах биологической прозрачности тканей и жидкостей организма.
Материал сохранял свойства при повышенной температуре и многократном циклировании нагрев-охлаждение под действием лазера. Как показали исследования, высокая фототермическая активность и структурная устойчивость данного наноматериала обусловлены стабилизацией в нем активной модификации дисульфида молибдена за счет ее водородного связывания с молекулами аминокислоты и воды.
«Структурные и физические свойства делают полученный материал перспективным для использования в медицине в качестве биосовместимого фототермического агента при проведении противоопухолевой иантибактериальной терапии за счет гипертермического воздействия на вредные клетки и микроорганизмы при облучении ИК-лазером областей, содержащих предварительно введенные наночастицы наноматериала. Дополнительно можно отметить доступность и низкую стоимость исходных компонентов. Кроме того, материал можно рассматривать как биосовместимую платформу для разработки многокомпонентных систем, содержащих добавки лекарственных препаратов, способных высвобождаться за счет фототермического нагрева», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Головешкин, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН.
***
Больше результатов исследований грантополучателей Российского научного фонда и актуальных новостей из мира науки доступны в социальных сетях РНФ Вконтакте и Телеграм. Подписывайтесь на канал РНФ в национальном мессенджере MAX.