Специалисты Томского политехнического университета разработали биосовместимые наночастицы, которые под действием слабых магнитных полей позволяют стимулировать работу нейронов головного мозга без хирургических вмешательств и имплантатов.
Как сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ, новую технологию можно адаптировать под любую клиническую задачу: от лечения боли до восстановления после инсульта.
В современной медицине для стимуляции клеток и тканей часто используют вживляемые металлические электроды, но они могут вызывать инфекции, травмировать ткани и отторгаться организмом. В качестве безопасной альтернативы учёные рассматривают биосовместимые магнитоэлектрические наночастицы, которые превращают магнитное поле в локальные электрические импульсы, позволяя воздействовать на живые клетки без прямого контакта и без операции.
Наночастицы томских учёных имеют размер менее 30 нанометров, что в сотни раз мельче клеток крови. Каждая частица состоит из суперпарамагнитного ядра из феррита марганца и бессвинцовой оболочки из титаната бария. Для синтеза использовали микроволновый гидротермальный метод, меняя три параметра: температуру, концентрацию щелочи и продолжительность реакции. Это позволило контролировать структуру наночастиц.
Тесты подтвердили полную безопасность наночастиц для клеток при концентрациях до 30 микрограммов на миллилитр. Оптимизация структуры позволила повысить количество стимулируемых нервных клеток за счёт увеличения в три раза притока ионов кальция к нейронам. Лучшими оказались наночастицы, синтезированные при температуре 185 градусов Цельсия. Под действием слабого магнитного поля они в три раза усилили поступление кальция в нейроны и активировали на 20 процентов больше нервных клеток, чем другие частицы.
Директор международного научно-исследовательского центра «Пьезо и магнитоэлектрические материалы» ТПУ Роман Сурменев отметил, что новую технологию можно легко адаптировать под конкретную клиническую задачу. В будущем такие наночастицы могут стать основой для терапии депрессии, лечения болезни Паркинсона и Альцгеймера, а также восстановления нервных волокон.
