Российские учёные создали наночастицы для точечного лечения мозга без операции
Исследователи из нескольких российских научных центров представили технологию, которая может изменить подход к лечению неврологических заболеваний.
Они разработали магнитоэлектрические наночастицы, способные точечно стимулировать клетки мозга без хирургического вмешательства и имплантации электродов.
Принцип работы заключается в следующем. Частицы в виде раствора вводятся через носовые ходы, проникают в ткани мозга и реагируют на слабое внешнее магнитное поле, преобразуя его в локальный электрический импульс. Это позволяет воздействовать на нейроны, не травмируя ткани и не вводя в мозг металлические конструкции.
В ходе экспериментов учёные выяснили, что оптимизация структуры частиц значительно усилила биологический эффект. Приток кальция в нейроны, который напрямую связан с активностью нервных клеток и передачей сигналов между ними, вырос примерно в три раза. Параллельно исследователи проверили биосовместимость разработки. Тесты показали отсутствие токсического воздействия на клетки при концентрациях до 30 микрограммов на миллилитр, чего достаточно для потенциального терапевтического применения, сообщает Hi-Tech Mail
По оценкам авторов, технология может быть адаптирована для разных клинических задач: от терапии хронической боли до восстановления после инсульта. В числе перспективных направлений — эпилепсия, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и восстановление повреждённых нервных волокон.
В современной функциональной нейрохирургии для глубокой стимуляции мозга применяют имплантируемые электроды. Этот метод эффективен, но требует операции и последующего наблюдения за пациентом. Новая российская разработка предлагает бесконтактную альтернативу.
Магнитные наночастицы уже используются в медицине для адресной доставки лекарств и в диагностике. Но сочетание магнитных и электрических свойств в одном материале для стимуляции нейронов — одно из самых перспективных направлений нейромедицины.
Старший научный сотрудник ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» Александр Ромащенко пояснил, что его коллеги из Томского политехнического университета синтезировали частицы со структурой «ядро в оболочке». Внутри находится плотное магнитное ядро, а снаружи — равномерная пьезоэлектрическая оболочка. У других исследователей оболочка часто покрывает ядро отдельными пятнами, но здесь тонкая оболочка закрывает ядро со всех сторон, поэтому частица работает одинаково эффективно при любой ориентации. Это также повышает передачу механических колебаний от ядра к оболочке. А тонкая оболочка требует меньше механических усилий для её активации.