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:

TЕХНОЛОГИИ 3М: холодная усадка кабельной изоляции

News image

Холодная усадка была впервые изобретена компанией 3М в 1968 году, и с тех пор приобрела широкую популярность во многих странах мира в качестве альте...

АМОРТИЗИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ИЗ ПОЛИЭФИРНЫХ ВОЛОКОН

News image

Пенополиуретан широко используется благодаря его высоким амортизирующим свойствам, продолжительному сроку службы и хорошей формуемости. Но, с другой...

ПЛЕНКИ С ПРОТЕИНОВЫМ ПОКРЫТИЕМ

News image

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

Из-за чего свадебный фотограф может иметь разную ценовую политику

Подыскать специалиста по фотографии под свои возможности финансовой стороны задачи сегодня не представляет собой какой-либо сложности. В то время как ...

Новые продукты оргсинтеза:

НОВЫЙ СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ

News image

Сущность изобретения: продукт - бензойная кислота. БФ C7H6O2 т.пл. 120 - 121°С

ЦИКЛ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ

News image

Цикл лимонной кислоты или цикл Кребса – широко представленный в организмах животных, растений и микробов путь окислительных превращений ди - и трикарбоновых кислот, образующихся в качестве промежуто...

ЛАКИ И КРАСКИ: инновации Dow

News image

Водные дисперсии, разработанные на основе технологии NeoCAR™, широко используются в производстве архитектурных и индустриальных покрытий благодаря своим превосходным функциональным характеристикам. ...

Авторизация



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

Великие химики:

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...

КАННИЦЦАРО (Cannizzaro), Станислао

News image

Итальянский химик Станислао Канниццаро родился в Палермо; медицинское образование получил в университетах Палермо (1841–1845 гг.) и Пизы (1846–1848 ...

Институты химии:

Институт Химии Нефти

News image

Институт Химии Нефти Сибирского отделения Российской Академии наук открыт в 1970 году. В институте проводятся фундаментальные исследования по научно...

Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева

News image

Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН (ИНХС РАН) был создан в...