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:

ИННОВАЦИИ В ЭКСТРУЗИИ: система RSFgenius

News image

Нарушения в работе линии, её простои неизбежно ведут к сокращению доходов от производства. Поэтому наряду с такими компонентами, как экструдер, форм...

ТЕХНОЛОГИЯ ДУБЛИРОВАНИЯ ПЛЁНКИ ПОЛИУРЕТАНОМ В АВТОПРОМЕ

News image

В настоящее время хорошо зарекомендовал себя на практике модуль крыши модели OpelCorsa и панорамная крыша OpelZafira, а также антенная крыша модели ...

НАНОВОЛОКНА ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОДЛИННОСТИ

News image

Компания использовала свои экструзионные головки типа печатных плат для производства волокна из полипропилена с высоким индексом текучести расплава....

НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ LANXESS в области БУТИЛОВЫХ КАУЧУКОВ

News image

Более 80 процентов синтетического каучука из группы бутиловых каучуков, производимого во всем мире, используется в производстве автомобильных шин. Б...

Новые продукты оргсинтеза:

ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ФАРМИННОВАЦИИ

News image

Лабораторная технология получения наноразмерных противоопухолевых лекарственных средств разработана в Российском онкологическом научном центре им. Н.Н. Блохина РАМН

ПРИМЕНЕНИЕ ЖИРНЫХ СПИРТОВ В МОЮЩИХ СРЕДСТВАХ

News image

Дерево высших жирных спиртов исключительно мощное и ветвистое . Объясняется это тем, что в их молекулах содержится легко уязвимая гидроксильная группа, которая либо вся целиком, либо атом водоро...

ПИЩЕВЫЕ ПОЛИОЛЫ: виды, свойства, применение

News image

В последнее время - путем полной или частичной гидрогенизации продуктов с использованием высокомальтозной патоки.

Авторизация



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

Великие химики:

ВИРТАНЕН (Virtanen), Арттури Илмари

News image

Финский биохимик Арттури Илмари Виртанен родился в Хельсинки, в семье Серафимы (Изотало) Виртанен и Каарло Виртанен. Окончив классический лицей в Ви...

КЕКУЛЕ (Kekule), Фридрих Август

News image

Немецкий химик Фридрих Август Кекуле фон Штрадониц родился в Дармштадте в семье чиновника. В юности Кекуле собирался стать архитектором. Он начал из...

Институты химии:

Институт химии и химической технологии СО РАН

News image

1. Президентские программы Грант Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ: Соглашение № 02.120.21

Институт химической кинетики и горения

News image

Наш институт работает на стыке наук - в области химической физики. Химическая физика с использованием физических методов и подходов изучает механизм...