Современная химия




Микромашины для медицины управляются ферментами

микромашины для медицины управляются ферментами

Исследователи из США разработали металлические устройства миллиметрового размера, которые могут деформироваться, раскрываясь и закрываясь в ответ на определенные химические сигналы

Исследователи полагают, что со временем «умные устройства» могут найти применение для биопсии печени, операций на артериях и доставки лекарств.

Крошечные инструменты, которые открываются или закрываются под воздействием ферментов, со временем могут использоваться для отбора образцов ткани в медицинской диагностике или доставки лекарственных препаратов.

Как отмечает Дэвид Грациас (David Gracias) из Университета Джона Хопкинса (Балтимор), любому устройству, даже самому миниатюрному, необходим источник питания – набор аккумуляторов или электрические провода, что приводит к нежелательному увеличению размеров самого устройства. Тем не менее, в природе почти повсеместно распространены микромашины: мышечная ткань сокращается, листья поворачиваются к свету – все эти процессы управляются химическими реакциями.

Исследователи из группы Грациаса решили разработать совместимые с организмом человека устройства, которые могут правильно давать отклик на химический сигнал в нужное время и в нужном месте тела человека. Исследователи взяли тонкие кремниевые пластинки и покрыли их слоями хрома, никеля и золота. Применив точный трафарет, исследователи смогли получить металлические «узоры», напоминавшие цветок или открытую ладонь. Микроустройства были оснащены петлями, чтобы они могли открываться и закрываться.

Затем исследователи нанесли на полученные устройства слои полимеров, способных разрушаться под воздействием определенных ферментов. Порядок нанесения таких полимеров позволяет осуществлять их селективное разрушение, приводящее к раскрытию или закрытию устройств. Один из использованных исследователями полимеров представляет собой производное коллагена – компонента соединительной ткани, другой – производное целлюлозы – главного компонента клеточных стенок растений.

Как коллаген, так и целлюлоза разрушаются под воздействием определенных ферментов. Целлюлазы, вырабатываемые организмом бактерий и грибков, разрушают целлюлозу, кстати, позволяя термитам переваривать древесину. Протеазы, с помощью которых человек переваривает мясную пищу, разрушают коллаген. По словам Грациаса, многие опухоли вырабатывают значительное количество протеаз, поэтому, по словам Грациаса, новые микромашины смогут автоматически срабатывать, попадая в пораженную ткань.

Для проверки того, как работают полученные системы, исследователи выполнили из полимерных материалов модель внутренностей, внутри которой поместили фрагмент печени птицы. С помощью магнита им удалось провести микромашины через модель внутренностей непосредственно к печени, после чего с помощью шприца ввели в систему раствор целлюлазы, и микромашина закрылась, захватив образец печени. После этого исследователи опять же с помощью магнита извлекли микроустройство наружу, в какой-то степени грубо сымитировав биопсию. Как было продемонстрировано, микросистемы также могут использоваться для доставки полезной загрузки в нужное место.

 

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новинки полимеров:

ПЛЕНКИ С ПРОТЕИНОВЫМ ПОКРЫТИЕМ

News image

Трехлетний проект совместных исследований и внедрения нацелен на замену используемых ныне синтетических барьерных для кислорода пленок на протеиновы...

УТЕПЛИТЕЛЬ ДОЛЖЕН ОБЛАДАТЬ НУЛЕВОЙ ГИГРОСКОПИЧНОСТЬЮ?

News image

В России начали производить синтетические материалы с новыми свойствами, которые раньше в утеплителе даже не анализировались.

О ХОДЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ЭП-300 НА «СИБУР-НЕФТЕХИМ»

News image

Весь дополнительный этилен, который будет получен на установке после реконструкции, будет направлен на проектируемый комплекс по производству ПВХ ОО...

БУМАГА ВМЕСТО ХОЛОДИЛЬНИКОВ

News image

Израильские исследователи из Бар-Иланского Университета совместно с коллегами из Красноярского Института химии и химических технологий, разработали ...

Новые продукты оргсинтеза:

НОВЫЕ ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ «КАЗАНЬОРГСИНТЕЗ»

News image

В августе 2010-го года в цехе 41-52 впервые в России и во всем СНГ для ОАО «Татнефть» была получена первая опытная партия нового продукта «ДОЭЭДА-70» (диоксиэтилэтилендиамина), применяемого для очис...

ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА МЕЛАМИНА

News image

В конце 1930-х гг. в США и Германии, а позднее и в Японии, были пущены первые промышленные установки получения меламина из дициандиамида. Реакцию осуществляли при высоких температурах и давлениях в ...

НОВАЯ ЛИНЕЙКА ЦЕФАЛОСПОРИНОВ «СИНТЕЗА»

News image

ОАО «Синтез» продолжает расширять линию инъекционных антибиотиков-цефалоспоринов и начинает выпуск новых препаратов: – антибиотика–цефалоспорина III поколения ЦЕФОПЕРУС® (международное название ...

Авторизация



YOU ARE HERE: Главная - Новости органической химии - Микромашины для медицины управляются ферментами

Великие химики:

ГАРДЕН (Harden), Артур

News image

Английский химик Артур Гарден родился в Манчестере и был третьим из девяти детей и единственным сыном Альберта Тайеса Гардена, бизнесмена, и Эльзы (...

АСТОН (Aston), Фрэнсис Уильям

News image

Английский химик Фрэнсис Уильям Астон родился в Харборне, близ Бирмингема, в семье Уильяма Астона, фермера и торговца скобяными изделиями, и Фанни Ш...

Институты химии:

Институт высокомолекулярных соединений

News image

Институт высокомолекулярных соединений является одним из ведущих научных центров страны, в котором проводятся фундаментальные исследования по химии,...

Учреждение российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РА

News image

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии Наук (акроним ИСМАН) является молодым развивающимся академическим ...