Ученые Уральского федерального университета проанализировали потенциал применения феррогелей с различной концентрацией магнитных нано- и микрочастиц для доставки лекарств по кровеносным сосудам и в качестве заменителей поврежденных костных и хрящевых тканей. Кроме того, они нашли возможность отслеживать феррогели в организме при помощи УЗИ-детектирования, сообщает пресс-служба УрФУ.
Феррогели, синтезируемые и исследуемые в УрФУ, являются искусственными композитами и состоят из полимерных гелей (их химический состав очень разнообразен и включает как биологические, так и синтетические полимеры), а также из внедренных нано- и (или) микроразмерных магнитных частиц. Оптимальные размеры, химический состав, концентрация и форма магнитных частиц определяются целями и планируемыми способами применения феррогеля (доставка определенного лекарства в конкретную область организма, заживление ткани и т. д.). Для биологических применений в основном используются частицы окислы железа (магнетит, маггемит), так как они биологически интактны (то есть не вовлечены в физиологические процессы), но при этом обладают магнитными свойствами, обеспечивающими необходимую реакцию феррогеля на магнитное поле.
В достаточно мягких гелях частицы под действием магнитного поля способны не только менять форму и месторасположение феррогелей, но и, объединяясь в различные внутренние структуры, значительно менять механические, электрические и другие физические свойства этих материалов. Благодаря этому магнитные гели, в частности, могут служить «контейнерами» для доставляемого в организм лекарства или «платформой» для растущей биологической ткани.
С помощью теоретического и компьютерного моделировании и в экспериментах с использованием УЗИ-методики ученые Уральского федерального университета совместно с коллегами из Уральского государственного медицинского университета (УГМУ), а также вузов Испании и Франции исследуют способы адресной доставки лекарств в организме. Суть метода в том, что содержащие лекарство микронные магнитополимерные капсулы инжектируются в организм и далее транспортируются в нужный участок с помощью внешнего магнитного поля. В настоящее время в УрФУ разрабатываются и отрабатываются методы высвобождения лекарств из капсул при помощи сжимающего магнитного поля (эффект сжимаемой губки). При этом безопасность процедуры обеспечивается небольшим, как правило, в несколько микрон, размером феррогелевых капсул.
Отметим, что исследования и эксперименты специалистов УрФУ поддержали грантами и госзаданиями Российский научный фонд и Российский фонд фундаментальных исследований, Министерство науки и высшего образования РФ, а также научные фонды Испании, Франции и Германии.