Учёные из Сколтеха и Института цитологии и генетики СО РАН заставили сердце мыши биться медленнее, а дыхание — чаще с помощью крошечных нетоксичных частиц. Они вводились в нерв и активировались магнитным полем. Об этом сообщает «Хайтек».
Исследователи из Сколтеха, Института цитологии и генетики СО РАН и других научных центров разработали композитные микрочастицы, способные заменить вживлённые в мозг электроды. Сейчас такие электроды применяют при тяжёлых формах эпилепсии и болезни Паркинсона, когда лекарства уже не помогают. Метод также изучают для лечения деменции, хронической боли и других неврологических заболеваний. Но электрод — это пятисантиметровый кусок металла внутри мозга. Процедура травматичная, и учёные ищут менее грубый способ.
Профессор Сколтеха Глеб Сухоруков объяснил: команда работает над тем, чтобы заменить электроды биосовместимыми частицами размером с нейрон. Их можно вводить инъекцией. Это всё ещё вмешательство, но гораздо менее травматичное. Если частицы получится сделать ещё в десять раз меньше, станет возможной доставка через нос.
Частицы по форме напоминают хоккейную шайбу. Корпус сделан из полилактида — твёрдого биоразлагаемого полимера. Внутри — множество крошечных стержней из оксида железа. Чтобы изготовить такую частицу, магнитные наностержни добавляют в раствор полилактида и заливают в микролунки. Затем материал кристаллизуется в магнитном поле. Поле выстраивает все стержни в одном направлении, как стрелки компасов. Это критически важно для дальнейшей работы.
Готовые частицы доставляют к нужному нерву. В эксперименте их хирургически подвели к блуждающему нерву мыши. Этот нерв управляет сердцебиением, дыханием, пищеварением и другими непроизвольными функциями. Затем включили переменное магнитное поле. Оно заставляет металлические стержни давить на полимер. Полилактид — пьезоэлектрик, то есть при сжатии выдаёт электрический ток. Возникшие импульсы и стимулируют нерв.
В ходе эксперимента дыхание мыши учащалось, а сердечный ритм замедлялся. Срабатывало после превышения порога активации. Это первый опыт на животной модели, который показал, что нетоксичные магнитные частицы способны управлять непроизвольными процессами. Тот же подход годится для дистанционной активации любых нервных путей. В этом году учёные планируют начать моделировать на мышах конкретные заболевания и травмы, в том числе контузию. Результаты опубликованы в журнале Advanced Functional Materials, работа поддержана грантом РНФ.
Обложка: magnific
