Применение комбинации методов фотоники и наноструктурированных частиц для тераностики

Современные наноструктурированные частицы, применяемые в медицине, представляют собой мультифункциональные системы, к которым предъявляется целый ряд требований: способность переносить инкапсулированное биоактивное вещество в необходимой терапевтической дозе; обеспечение адресной доставки; реализация возможности визуализации данных систем in vivo; обеспечение сенсорной функции; дистанционное высвобождение инкапсулированнного вещества в заданном месте в заданное время. Эти частицы являются инструментами нового направления медицины — тераностики, которая специализируется на комплексном решении терапевтических и диагностических задач. Одним из методов создания таких объектов является последовательная адсорбция, позволяющая формировать несколько типов структур типа планарных слоев, массивов (матриц) микрорезервуаров, структуры ядро-оболочки и микрокапсул. Наличие плазмонно-резонансных наночастиц в структуре ядро-оболочка дает возможность обеспечить возможность их 3D управляемого перемещения в культуральной среде и их расположение на поверхности фибробласта c помощью метода оптического пинцета. Была продемонстрирована возможность использования такого типа платформ для исследования живой биологической клетки, а также материалов, используемых для создания каркасов для инженерии тканей и органов. Показано, что наличие плазмонно-резонансных наночастиц на поверхности структур ядро-оболочка и микрокапсул, позволяет визуализировать их в такой сильно рассеивающей биологической жидкости, как кровь, фотоакустическим методом. Обнаружено, что фотоакустический сигнал от капсул превосходит данный сигнал от структур ядро-оболочка аналогичной структуры и состава. Также была продемонстрирована возможность использования лазерной перфорации кожи для обеспечения трансдермальной доставки наноструктурированных объектов тераностики. Другие способы введения частиц также изучались, включая ингаляционный, внутривенный и пероральный. Альтернативный вариант методам физической адресации связан с использованием градиента магнитного поля для in vitro и in vivo перемещения микрокапсул, содержащих наночастицы магнетита. МРТ контраст изображения микрокапсул, содержащих наночастицы магнетита, можно изменять варьируя среднее значение между наночастицами магнетита в нанокомпозитной оболочке, а оболочку капсул можно разрушать с помощью УЗ воздействия. Полученные наноструктурированные частицы совместно с современными методами фотоники могут быть использованы для создания новых систем доставки лекарств, комбинирующих такие функциональности, как навигация, визуализация, in vivo мониторинг биохимических процессов, активированное дистанционно высвобождение биоактивных веществ in vivo в зависимости от значений параметров, характеризующих состояние пациента.