Быструю и адресную доставку лекарственных препаратов в очаг заболевания скоро можно будет осуществлять гораздо проще. Профессор доктор Хельмут Мёвальд (Helmuth Möhwald) и его коллеги из Института коллоидов и поверхностей имени Макса Планка (Max Planck Institute of Colloids and Interfaces), Потсдам, Германия, разработали простой метод получения контейнеров для лекарств, которые могут быть направлены точно к выбранной цели.

Процесс получения коллоидных сфер. (© Dr. X.Yan)

Для получения полых трехмерных шариков ученые Института коллоидов и поверхностей имени Макса Планка в качестве шаблонов использовали пористые микросферы из карбоната кальция. Такие микросферы могут поглощать активные терапевтические вещества и не «возражают» против того, чтобы с их поверхностью ученые связали сигнальные молекулы, которые проведут их прямо к ткани-мишени.

Химиотерапия – эффективное оружие в борьбе против рака, однако этот метод имеет очень серьезный недостаток: цитотоксичные вещества не только подавляют рост раковых клеток, но и повреждают здоровые ткани. К сожалению, врачам часто приходится сталкиваться с такой ситуацией. Микро- или наносферы, доставляющие противораковые препараты в органы или ткани-мишени и высвобождающие их только там, где это необходимо, могли бы помочь решить эту проблему. Метод, разработанный немецкими учеными, позволяет получать такие сферы в широком диапазоне размеров и наделять их способностью выполнять различные функции.

Ученые могут выбрать такой размер сфер CaCO3, какой в конце процесса производства должны иметь их контейнеры для лекарств. Получить частицы CaCO3 точно определенных размеров – от нескольких сотен нанометров до нескольких микрометров – легко решаемая сегодня задача. Поры карбонатных сфер заполняются наночастицами и, если нужно, терапевтическими препаратами. При этом наночастицы могут обладать самыми разными свойствами и выполнять различные функции – например, состоять из материала, который разлагается под действием света или определенных веществ и, следовательно, могут выступать в качестве «открывалки» для средств доставки лечебного препарата.

Заполненные наночастицами CaCO3-сферы окружаются сетью длинных белковых цепочек – как вариант, для этой цели можно использовать и другие полимерные нити. Следующий шаг процесса получения микросферы состоит в растворении шаблона из CaCO3 с помощью кислоты. Наночастицы при этом организуются в пористую сферу, заключенную в белковую сеть.

«Чтобы получить многофункциональную единицу, мы может свободно комбинировать различные вещества и настраивать их химические и физические свойства на выполнение нужной функции», – объясняет профессор Мёвальд.

Белок не только покрывает полую сферу, но и делает ее биологически совместимой. Более того, он может содержать биохимические сигнальные вещества-проводники, направляющие сферы прямо к их мишеням.

Для получения микро- и наноконтейнеров, пригодных для доставки лекарственных препаратов, в настоящее время используется множество методов.

«Однако наш процесс легче контролируется и быстрее реализовывается. Кроме того, он гораздо рентабельнее других разработанных на сегодня технологий», – поясняет доктор Мёвальд.

Мёвальд и его коллеги сделали важный шаг к практической реализации идеи адресной доставки препаратов. По мнению самого ученого, они провели фундаментальное исследование в данной области. Но вопрос о том, возьмет ли промышленность этот метод на вооружение и разовьет ли его до возможности практического применения, остается пока открытым.

Аннотация к статье

Templating Assembly of Multifunctional hybrid Colloidal Spheres