Благодаря нанотехнологиям, на основе тонких пленок можно создать имплантируемые «аптеки-на-чипе», с помощью которых приложением электрического поля можно распределять лекарства по необходимости, а не в зависимости от того, когда вспомнит пациент.

Эти имплантанты могут также локазизоваться непосредственно в том месте, где это необходимо, например, автоматически поставлять противораковые лекарста в области хирургического вмешательства в момент, когда этот умный чип почувствует, что новообразование начинает расти.

Тонкие пленки управляются непосредственно приложенным электрическим полем. Раздача лекарств, которые необходимы, происходит точно тогда, когда и где это необходимо.

Пленки толщиной 150 нм изготавливаются из попеременных слоев отрицательно заряженного пигмента и положительно заряженных молекул лекарства (или нейтральных молекул лекарства, вставленных в положительно заряженные молекулы-носители). Когда внешнее электрическое поле прикладывается к пленке, отрицательно заряженные слои пигмента теряют свою полярность, вызывая их растворение и освобождая таким образом лекарство, находящееся под этим слоем. Точно подбирая параметры переменного тока, можно прецизионно регулировать требуемое количество лекарств.

Рис. 1. Лаборатория-на-чипе – прототип из Беркли

В кабинете врача параметрами электрического тока можно будет управлять с помощью ручного инструмента, а дома для удаленного управления дозой лекарств может использоваться радио сигнал. Исследователи разрабатывают также сенсоры, которые могли бы «чувствовать» условия, при которых необходимо ввести лекарство, так смогут определить уровень сахара в крови, чтобы автоматически ввести инсулин.

На сегодняшний день, ученые изготовили только пассивную «аптеку-на-кристалле» и продемонстрировали, что может освобождаться некоторая тестовая молекула при приложении внешнего электрического поля. Далее исследователи планируют разработать дизайн законченного имплантанта с активным электронным компонентом и загруженным реальным лекарством, чтобы можно было провести испытания на животных в клинических условиях. Авторы разработки оценивают, что испытания на человеке могут начаться не ранее, чем через пять лет.

Работа выполняется совместно исследователями Массачусеттского института технологии, Гарвардского университета и Университета Торонто.

С.Т.К.