Нанотаблетки стали умными

Грядущая медицина - это быстродействующие, универсальные и простые в использовании технологии. Очередная весть из научных недр связывает здоровье каждого и перспективные достижения в области "нано-", и заключается в том, что частицы соответствующих масштабов получили способность принимать решения в процессе доставки лекарств в точно заданную область организма. Созданные химиками частицы реагируют только на два отдельных синхронных стимула подобно логическому элементу "И" ("AND"), выходной сигнал в котором появляется при одновременной подаче двух входящих сигналов. Джеффри Цинк (Jeffrey Zink) из Калифорнийского университета, Лос Анджелес, говорит о сути проводимых исследований: "Наша мечта - использовать механические наноустройства для доставки лекарств против рака. Концентрированная доза может попасть в точно определенную область пораженной ткани, не распространяясь по всему организму".

Такой результат может быть достигнут программированием частиц реагировать на специфические внешние условия. Электронная логика является краеугольным камнем современных компьютеров. Но так называемые логические вентили также реализуются с помощью ДНК и используются для решения разнообразных задач живыми клетками, в том числе математических. Разрабатывая первый наномеханизм доставки лекарств, приводящийся в действие комбинацией из двух факторов, Цинк создал абсолютно новый тип вентиля "И". Избранный им путь выглядит проще, нежели предлагаемые другими занятыми в этой сфере специалистами логические механизмы-"доктора" на базе ДНК.

Диаметр кремниевых наночастиц Цинка составляет 400 нм, а сами они "усыпаны" наноскопическими 2-нм порами. Опытные образцы частиц были заполнены флюоресцирующими молекулами, так что каждое движение могло быть легко отслежено. Поместить же внутрь такого контейнера можно практически любое вещество. Стенки пор покрыты светочувствительными молекулами азобензолов, имеющими вид лопасти или весла, а другие молекулярные структуры - псевдоротоксаны - закрывают входы в поры. Облучение наночастиц синим светом заставляет азобензолы совершать колебательные движения, которые словно выталкивают содержимое нанокапсулы наружу. Если условия среды неподходящие, псевдоротоксановые "пробки" остаются на месте и преграждают собой путь. Иначе, за несколько секунд под действием изменений в уровне кислоно-щелочного баланса pH они меняют форму, разблокируя выход полезному "грузу". Следовательно, по схожему с электронным аналогом принципу, наночастица выпускает лекарство только при синхронном действии света и pH.

Сейчас Цинк с коллегами из Северо-западного университета в Иллинойсе работают над версиями устройств, которые будут отвечать на широкий спектр химических и физических воздействий с целью создать универсальные комплексные контролируемые наномеханизмы. Добавив в общую картину сообщения других научных коллективов о создании прототипов аппаратов, передвигающихся по артериям и управляемых с помощью внешнего магнитного поля, NEMS-датчиков и другой нанотехники, вполне реально представить полнофункциональную домашнюю медицину, когда проглоченная супертаблетка с тысячами нанороботов за ночь не только вылечит, но и приведет в оптимальное состояние весь организм, нейтрализовав скопившиеся за день неблагоприятные факторы. А там и до существенного продления жизни недалеко.