Ученые разработали материал для магнитоуправляемого высвобождения лекарств

Ученые из Национального исследовательского технологического университета МИСИС (Москва) разработали композитный смарт-материал для контролируемого магнитным полем высвобождения лекарств. Предлагаемый композит имеет двухслойную структуру и состоит из железо-родиевого сплава, который охлаждается под действием магнитного поля, и полимерного покрытия. В качестве полимера авторы использовали термочувствительный поли(N-изопропилакриламид): при температуре выше 32°С он нерастворим в воде, а при более низких значениях переходит в растворимое гелеобразное состояние. Благодаря тому, что температура перехода между разными состояниями этого полимера близка к температуре человеческого тела, он считается перспективным материалом для тканевой инженерии, регенеративной медицины и доставки лекарственных препаратов.

Используя лазер, ученые модифицировали поверхность сплава, проделав на его поверхности на равном расстоянии друг от друга «лунки», в которые поместили доксорубицин — противоопухолевое средство, используемое при химиотерапии различных типов рака. Затем нанесли полимерное покрытие, которое прочно «запечатало» лекарственный препарат.

Расчеты показали, что действия магнитного поля величиной 1,8 Тесла, доступного в стандартных медицинских томографах, достаточно для охлаждения композита от 37°С — температуры организма человека — до 32°С, при которых полимер переходит из твердого состояния в гелеобразное и высвобождает «запечатанный» доксорубицин.

Кроме того, ученые экспериментально проверили, как высвобождается лекарственный препарат из материала. Для этого образец нагрели до 37°С, после чего включили магнитное поле мощностью 3 Тесла, которое привело к охлаждению системы. Методами спектроскопии исследователи убедились в том, что это приводит к высвобождению доксорубицина.

В исследовании принимали участие сотрудники Дагестанского федерального исследовательского центра РАН (Махачкала), Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) и Института радиотехники и электроники имени В.А. Котельникова (Москва).