В 1959 году во время своей лекции знаменитый физик Ричард Фейнман (Richard Feynman) выдвинул необычную для того времени мысль о возможности создания крошечного механического хирурга, который сможет перемещаться по организму, находить «неисправности» и немедленно проводить операции.

Сегодня медицинские микромашины уже не выглядят научной фантастикой. Предполагается, что в обозримом будущем они смогут совершить революцию в медицине, диагностируя болезни и доставляя лекарства точно к очагу заболевания.

Исследования в этой области ведутся по всему миру не первый год, но до сих пор все работы с движущимися моделями были проделаны в лабораторных условиях на культурах клеток и образцах тканей.

Учёные из Калифорнийского Университета в Беркли (University of California, Berkeley) открыли новую страницу в этой истории. Они впервые испытали на живых мышах настоящие микроскопические двигатели, способные доставить медицинские препараты точно в слизистую желудка.

Устройства представляют собой полимерные трубки, покрытые цинком, длинной всего в двадцать микрометров, что сопоставимо с толщиной человеческого волоса. В желудке цинк вступает в реакцию с кислотой, в результате чего образуются пузырьки водорода. Газ вырывается из расширенного конца трубок, превращая их в крошечные торпеды, которые плывут в желудочном соке, пока не достигнут стенок. Скорость машин невелика — около 60 микрометров в секунду. Но этого вполне достаточно, чтобы в конце пути врезаться и застрять в слизистой. Там трубки растворяются под действием ферментов и выпускают спрятанный внутри груз.

Рис. 1.

Чтобы проверить эффективность нового средства доставки медикаментов, ведущий автор исследования Вэй Гао (Wei Gao) и его коллеги поместили внутрь трубок золотые наночастицы, которые хорошо видны под микроскопом.

Заряженные машины скармливали одной группе мышей, в то время как другой группе в корм подмешали наночастицы без «упаковки». Анализ показал, что

в слизистой грызунов, проглотивших микротрубки, задержалось в три раза больше золотых элементов.

«Ранее в большинстве движущихся микромашин использовали небезопасные для организма химические виды топлива, такие как перекись водорода, —говорит Гао. — Оцинкованный полимер нетоксичен, что делает его пригодным для использования на живых животных».

Начинённые лекарством микроторпеды могут быть использованы для лечения многих болезней желудка, от язвы и гастрита до рака. Точная доставка повысит эффективность лекарств и предотвратит их распространение по организму. В будущем микромашины смогут переносить капсулы химиотерапии точно в место разрастания раковой опухоли, что значительно снизит побочное негативное влияние этих веществ на здоровые ткани организма

Результаты работы опубликованы в издании ACS Nano.