Нанотехнологии: китайские ученые разрабатывают прибор для химиотерапии рака

Доставка препарата, подавляющего рост раковых клеток, в область опухоли позволит врачам существенно снизить дозу лекарств, повысить эффективность химиотерапии и избавить пациентов от тяжелых побочных симптомов.

Разработанный китайскими учеными качественно новый подход в лечении рака сумел подтвердить свою результативность в экспериментах на мышах.

В чем состоит идея

Доставку лекарства в область опухоли ученые решили "поручить" биологическим носителям: эритроцитам, красным клеткам крови, обеспечивающим транспорт кислорода. Оказалось, что противоопухолевые препараты можно с успехом "загружать" в эритроциты — лекарство с током крови попадает в опухоль и там накапливается.

Однако проблемой стала "разгрузка" препарата в нужном месте. Перед учеными стояла задача сделать этот процесс управляемым и контролируемым, чтобы отпуск лекарства можно было дозировать.

Предварительные эксперименты показали, что эритроциты начинают высвобождать препарат под воздействием электрического тока. Однако было непонятно, как реализовать такое воздействие без использования громоздкого внешнего оборудования и непосредственно в области опухоли.

Как использовали нанотехнологии

На помощь медикам пришли специалисты из Пекинского института наноэнергетики и наносистем при Китайской академии наук (CAS), а также из Института технологического проектирования при CAS.

Они разработали наногенератор, и тот можно использовать для выработки и передачи нужных электрических стимулов. Принцип работы наногенератора основан на трибоэффекте: возникновении электрических зарядов в процессе трения диэлектриков, полупроводников или металлов.

Как используется прибор

Наногенератор предполагается использовать в виде импланта и подшивать под кожу пациента. Прибор позволяет настраивать его работу, и в нужное время он обеспечивает высвобождение накопленного в опухоли препарата.

По величине имплант небольшой (2,5×2,5×0,5 см), но он в состоянии генерировать нужное количество электричества и контролировать дозу лекарства.

Что показали эксперименты на животных

Испытания нового прибора и его возможностей проводили на мышах с опухолями.

Тесты показали, что система доставки лекарств эритроцитами успешно работает, и трибоэлектрический наногенератор справляется с функциями стимуляции и контроля отпуска препарата. Рост опухолей у мышей подавлялся, и химические вещества меньше достигали здоровых клеток, что отчетливо снизило токсические побочные симптомы в сравнении с контрольной группой.

По мнению специалистов, в будущем прибор может применяться в качестве носимого или имплантируемого устройства и позволит эффективно лечить онкологические заболевания меньшими дозами препаратов.