Зажигательные наноснаряды поражают опухолевые клетки

Американские ученые из университета Миссури-Колумбия совместно с исследователями из различных военных учреждений разработали "умную бомбу" наномасштаба, которая может найти множество применений, среди которых наиболее перспективное связано со способностью селективного воздействия на опухолевые клетки. Работа опубликована в последнем выпуске журнала Applied Physics Letters.

Нанобомба является композицией, составленной из наностержней оксида меди (они играют роль горючего) и наночастиц алюминия (окислитель). У этой смеси малая плотность и большая площадь контакта горючего и окислителя. Эти свойства в наномасштабе могут дать быстрое сгорание с образованием ударной волны, причем это происходит без детонации, как у обычных взрывчатых веществ в макромасштабе. Именно эта особенность делает возможным использование нанобомбы в живых организмах.

Ученые продемонстрировали такую возможность в лабораторных условиях. В организм животного вводили лекарственное средство. Затем на опухолевую ткань направляли небольшое устройство, в котором происходил взрыв "нанобомб". Ударная волна от этих взрывов распространялась со скоростью 1500-2300 м/с, что в 3 раза превышает скорость звука. Ударная волна приводит к образованию в клетках отверстий, в которые быстро устремляются лекарственные вещества. Этот процесс занимает очень мало времени, всего несколько миллисекунд.

В опытах американских ученых была продемонстрирована очень высокая эффективность нового способа доставки лекарств с помощью ударных волн - около 99% лекарства попало в клетки. Интересно, что для здоровых клеток, также испытывающих воздействие ударных волн, побочные эффекты при такой ударной обработке гораздо меньше, чем при химиотерапии.

Разработчики предполагают в течение 2-5 лет завершить полный цикл испытаний и создать готовый медицинский прибор. Помимо биомедицинских приложений, метод найдет применение в геологии и сейсмологии.