研究者らは、薬剤を病変に効果的に届けることができる花の形をした粒子を開発した。この粒子は、医療画像技術を使用して追跡および制御することができ、マウスでの初期試験が成功した後、癌および心血管疾患の治療に有望であることが示されている。
これらすべての要件を満たす単一のソリューションを見つけるのは困難でした。しかし、チューリッヒ工科大学が率いる研究チームは、これらの基準をすべて満たす特別なクラスの粒子を導入しました。これらの粒子は効果的であるだけでなく、顕微鏡で見ると小さな紙の花や砂漠のバラのように印象的に見えます。彼らは非常に薄い花びらで構成されており、それ自体が花を形成します。これらの花の粒は直径 1 ～ 5 ミクロンで、赤血球よりわずかに小さいです。
その形状には 2 つの大きな利点があります。まず、花の粒子は花の大きさに比べて非常に大きな表面積を持っています。びっしりと詰まった花びらの間の隙間は、わずか数ナノメートルの幅で、まるで毛穴のようです。これは、大量の治療活性物質を吸収できることを意味します。第二に、花びらは音波を散乱させたり、光吸収分子でコーティングしたりすることができるため、超音波や光音響イメージングを通じて容易に見ることができます。
Daniel Razansky と Metin Sitti が率いる研究チームは、Advanced Materials に掲載された研究でこれらの発見を報告しました。ラザンスキーはチューリッヒ工科大学とチューリッヒ大学の生物医学イメージングの教授を兼務しています。シッティはマイクロロボット工学の専門家です。彼は最近、チューリッヒ工科大学とシュトゥットガルトのマックスプランク知能システム研究所で教授を務め、その後イスタンブールのコチ大学に移りました。
「これまで研究者らは、血液中の小さな気泡を輸送するために超音波やその他の音響法を使用することに重点を置いていた」と、研究の共著者でラザンスキー氏のグループの博士課程学生であるポール・レーデ氏は述べた。 「私たちは固体粒子も音響的に誘導できることを示しました。」泡と比較して、花の粒子の利点は、より多くの有効成分分子を充填できることです。 」
研究者らはペトリ皿の実験で、花の粒子に抗がん剤が含まれる可能性があることを示した。彼らはまた、マウスの血流に粒子を注入した。集束超音波を使用することで、粒子を循環系内の所定の位置に維持することができました。彼らは、粒子の周囲の血液循環が非常に速いにもかかわらず、これを行うことができました。集束超音波は、局所的な場所に音波を集中させる技術です。 「言い換えれば、私たちは微粒子を注射して最善の結果を期待しているだけではありません。実際に微粒子を制御しているのです。研究者らは、いつかこの技術を使用して、腫瘍や血管を遮断している血栓に薬剤を送達できることを期待しています。」
微粒子は、目的や微粒子の位置を制御するための研究者が好むイメージング手順に応じて、さまざまな材料から作成でき、異なるコーティングを施すことができます。 「基本的な動作原理は、何でできているかではなく、形状に基づいています」と Wrede 氏は言います。 「研究では、研究者らは酸化亜鉛で作られた花の粒子を詳細に調査しました。また、ポリイミドで作られた粒子や、ニッケルと有機化合物で構成される複合材料もテストしました。」
現在、研究者らはコンセプトを改良したいと考えている。彼らは、この技術が心血管疾患やがんの患者に利益をもたらす前に、まず動物実験をさらに実施する予定だ。
/ScitechDaily から編集