В Ростове начали разработку наноконтейнеров для доставки лекарств

Учёные ЮФУ разрабатывают новые наноразмерные контейнеры, которые смогут решить часть проблем как при лечении раковых опухолей, так и при борьбе с коронавирусом.

Контейнеры предназначены для хранения, доставки и дозировки препаратов. Главная часть системы - наночастицы, которые смогут вбирать в себя лекарства, доносить по кровеносной системе до места, где они нужны, и, при определённых условиях, «выжиматься».

«К основным требованиям, предъявляемым к капсулам, относятся наноразмерность и низкая токсичность. Материалы, каркас которых не разрушается в организме, и пористые полимеры, которые разлагаются на биогенные (нетоксичные) компоненты, обычно рассматривают как перспективные капсулы для адресной доставки лекарств», – рассказал кандидат физико-математических наук Михаил Солдатов.

На основании этого критерия учёные Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ выбрали три вида металлоорганических каркасов: UiO-66 (терефталат циркония), MIL-88a (фумарат железа) и MIL-100 (бензол-1,3,5-трикарбоксилат железа).

На первом этапе исследования были разработаны методики синтеза, позволяющие получить эти материалы в виде пористых наночастиц. Получаемые частицы не токсичны, биосовместимы, а их размеры не превышают 200 нм.

Также в рамках проекта были разработаны методики синтеза UiO-66 для биомедицинского применения. Полученные частицы отличаются высокой пористостью и стабильностью, могут образовывать устойчивые суспензии, а размер частиц данных материалов лежит в диапазоне 40-80 нм.

«Следующий шаг исследователей – оптимизация процесса загрузки лекарственных препаратов в поры молекулярных губок. В качестве модельного биологически-активного соединения была выбрана аминокислота – лейцин», – объяснил научный руководитель Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Александр Солдатов.

Исследователи ЮФУ проследили процесс её загрузки в каркасы UiO-66 и MIL-100, а также высвобождения в воде. Дальнейшая работа посвящена созданию биологически нейтральных покрытий наноконтейнеров для обеспечения направленного воздействия лекарств и модификации свойств материала-носителя, которые обеспечат контролируемое высвобождение веществ внутри организма. Это позволит использовать полученные наночастицы для адресной доставки лекарств, что является крайне актуальной задачей, как в лечении раковых опухолей, так и в период борьбы с пандемией Covid-19.

«Дополнительную адресность доставки обеспечивают магнитные наночастицы. На базе проведенного исследования будут разработаны стратегии создания новых гибридных нанокомпозитных материалов на основе металлоорганических координационных полимеров и наночастиц оксида железа», – рассказала руководитель проекта, заведующая научной лабораторией Вера Бутова.

Исследование проводится в рамках полученного гранта РНФ по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов (проект РНФ № 19-73-10069). Результаты работы опубликованы в журнале Molecular Sciences.