Исследователи из университета штата Северная Каролина (North Carolina State University, NCSU) разработали методы изготовления так называемых нано-вулканов, крошечных наноструктур, которые могут использоваться для безболезненного введения точных доз лекарственных препаратов в организм человека-пациента.

Процесс изготовления нано-вулканов начинается с помещения на поверхность тонкой пленки сферических наночастиц, изготовленных из специального прозрачного полимерного материала.

Затем эти наночастицы освещались ультрафиолетовым светом, который фокусировался и рассеивался с их помощью, создавая световые образы определенной формы на поверхности пленки.

Тонкая пленка, на которую наносились наночастицы, изготовлена из специального фотоактивного материала, который претерпевает химические изменения в местах облучения ультрафиолетовым светом. После освещения материала светом он был погружен в жидкий растворитель, который смыл те части материала, которые подверглись воздействию света. Оставшийся материал формирует структуру нано-вулкана, который имеет внутреннюю полость и крошечное «жерло» вверху.

«Мы можем управлять формой световых образов, изменяя диаметр сферических наночастиц и изменяя длину волны лазерного света, которым мы освещаем наночастицы» – рассказывает Сюй Чзан (Xu Zhang), один из исследователей и автор статьи, описывающей исследования и полученные результаты, – «Это означает, что мы можем управлять формой и геометрией создаваемых структур, что определяет высоту нано-вулкана и объем его внутренней полости».

Рис. 1.

Создание подобных сложных наноструктур стало возможным благодаря созданию специалистами NCSU сложной и точной компьютерной модели, позволяющей рассчитать форму и размеры нано-вулканов, основываясь на данных о диаметре сферической наночастицы и длине волны лазерного света.

Поскольку создаваемые структуру нано-вулканов имеют очень точные размеры, объем внутренней полости и диаметр выходного отверстия, они являются идеальными кандидатами на использование их в качестве средства введения точно рассчитанных доз медицинских препаратов, вводимых за определенный промежуток времени.

Размер полости определяет количество хранимого препарата, а размер выходного отверстия – скорость выпуска препарата в организм пациента.

В настоящее время группа Ксу Занг работает над тем, чтобы приспособить разработанную ими технологию к условиях, требующихся для массового производства лекарственных препаратов.

Помимо этого ведется разработка методов, которые позволят наполнять жидкими или гелеобразными препаратами внутренние полости этих нано-вулканов. И лишь после решения всех вышеуказанных задач можно будет через некоторое время ожидать появления лекарственных препаратов, которые будут поставляться в виде тонких пленок, которые подобно пластырю надо будет клеить на кожу пациента.