Наноалмазы могут помочь доставлять лекарственные и косметические средства через кожу

Кожа — один из самых больших и доступных органов человеческого тела, однако проникновение в ее глубокие слои для проведения лечебных и косметических процедур до сих пор не поддается науке.

Хотя существуют некоторые средства, например, никотиновые пластыри для отказа от курения, которые вводятся через кожу, но такого типа метод лечения применяется редко, поскольку проницаемые частицы не должны превышать 100 нанометров. Создание эффективных средств с использованием таких крошечных частиц является большой проблемой. Поскольку частицы настолько малы и их трудно увидеть, не менее сложно определить их точное местоположение в организме – информация, необходимая для того, чтобы они достигли целевой ткани. Сегодня такую информацию получают с помощью инвазивных, часто болезненных биопсий.

Новый подход, разработанный израильскими исследователями, предлагает инновационное решение для преодоления этих проблем. Сочетая методы нанотехнологий и оптики, они создали крошечные (нанометрические) алмазные частицы, настолько маленькие, что способны проникать в кожу для доставки лекарственных и косметических средств. Кроме того, они создали безопасный оптический метод на основе лазера, позволяющий количественно определить проникновение наноалмазов в различные слои кожи и определить их расположение и концентрацию в тканях организма неинвазивным способом без необходимости проведения биопсии.

Наноалмазы – размером в миллионную долю миллиметра – производятся путем детонации взрывчатых веществ внутри закрытой камеры. В этих условиях, под влиянием высокой температуры и давления, содержащиеся во взрывчатых веществах атомы углерода сливаются вместе. Созданные в процессе наноалмазы достаточно малы, чтобы проникать в ткани и даже клетки, не причиняя вреда.

Наноалмазы для доставки лекарств

Подобно грузовикам, доставляющим грузы, искусственные алмазы могут доставлять различные лекарственные препараты до намеченных целей, причем расстояние и место доставки можно контролировать благодаря мелким размерам наноалмазов. Подход к доставке лекарств с помощью наночастиц уже доказал свою успешность в предыдущих исследованиях, говорят ученые.

Наноалмазы, разработанные в последнем исследовании, оказались также эффективными антиоксидантами. Это свойство гарантирует, что проникающие в организм частицы будут одновременно безопасными и терапевтическими, поскольку их химические свойства позволяют покрывать их лекарственными препаратами перед введением в организм.

Наноалмазы отслеживаются с помощью оптики

Оптический метод, разработанный опытной группой, позволяет определить относительную концентрацию наноалмазов в различных слоях кожи (эпидермис, дерма и жир) с помощью безопасного и неинвазивного зондирования на основе лазера с синей длиной волны, что само по себе является уникальным открытием, учитывая тот факт, что обычно в медицинских обследованиях и лечении людей используются лазеры с красной длиной волны. Для определения расположения наноалмазов в коже и их концентрации пациенты подвергаются кратковременному воздействию луча синего лазера. Оптическая система создает похожее на фотографию трехмерное изображение, с помощью которого можно получить оптические изменения в обработанной ткани и сравнить их с соседними, необработанными тканями с помощью специально созданного алгоритма.

«Это значительное достижение в дерматологии и оптической инженерии», - говорит профессор Дрор Фикслер, директор Института нанотехнологий и передовых материалов Университета Бар-Илан и член исследовательской группы. «Это может открыть двери для разработки лекарств, применяемых через кожу, наряду с современными косметическими препаратами, которые используют передовые нанотехнологии».

Результаты исследования 29 августа были опубликованы в журнале ACS Nano в статье под названием «Неинвазивное профилирование проницаемости кожи наноалмазами с помощью метода фазового анализа: Эксперименты ex vivo».

По материалам пресс-релиза Университета Бар-Илан.

Українською мовою