«Наносплаватели» могут выявить микроопухоли, необнаружимые с помощью традиционных методов визуализации.
Исследователи изучают возможность использования инъекционных наночастиц, которые могут быстро воздействовать на микроскопическую опухоль. Это новый метод, который может проложить путь к раннему выявлению небольших опухолей, которые могут не обнаруживаться при традиционных технологиях визуализации. В исследовании , опубликованном в октябрьском выпуске журнала IEEE Internet of Things Journal , одна команда нашла способ направить наночастицы, обнаруживающие рак, к опухоли быстрее, используя при этом меньше ресурсов.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в 2023 году от рака могут умереть около 13 миллионов человек во всем мире. Одним из ключевых способов снижения уровня смертности является раннее выявление заболевания, однако существующие методы медицинской визуализации предлагают ограниченное разрешение, когда дело доходит до обнаружения микроскопических опухолей диаметром менее 0,5 миллиметра.
«Развитие нанотехнологий дает большую надежду на решение этой проблемы, поскольку небольшие размеры наночастиц позволяют им вытекать из кровеносных сосудов и накапливаться в опухолях», — объясняет Ифань Чен, профессор Университета электронных наук и технологий Китая в Чэнду.
Однако может быть сложно разработать таких «наносплавателей», которые смогут эффективно распространяться по всему телу пациента, при этом достаточно накапливаясь в месте рака. Предыдущие исследования показывают, что только 0,7 процента введенных наночастиц достигают своей цели.
Есть два решения, которые помогут наносплавателям лучше нацеливаться на опухоли. Первый заключается в том, чтобы направить их к месту подозрения на рак, используя магнитное поле, приложенное вне тела пациента. Этот подход помогает частицам относительно быстро перемещаться по телу, но требует тщательного надзора, поскольку нанопловцы должны постоянно контролироваться и направляться на протяжении всего процесса.
Другой вариант — разработка самоходных наносплавателей, которые автономно передвигаются внутри человеческого тела и имеют химическую склонность к накоплению в опухолях. Например, нанословцы, предназначенные для тяготения к кислой среде, будут тяготеть к опухолям, которые, как правило, более кислые, чем здоровые ткани. Но автономные нанословцы, как правило, двигаются гораздо медленнее, чем нанословцы с магнитным управлением.
Решение Чена состоит в том, чтобы объединить преимущества каждого подхода для более эффективного воздействия на опухоли. Его команда предлагает создать флот полуавтономных наносплавателей, которые начинают тяготеть к раку. В их теоретическом сценарии скорость и характер агрегации всего роя время от времени измеряются, чтобы увидеть общую картину того, где сходятся нанопловцы. Используя эту информацию, полуавтономный рой можно будет быстрее направить с помощью магнита в оптимальном направлении: к опухоли.
В своем исследовании исследователи используют моделирование, чтобы показать, что этот «метод точечной выборки» предоставляет достаточно точные данные, чтобы направить полуавтономный рой к цели, используя на 90 процентов меньше ресурсов мониторинга.
«Наши исследования показали, что с помощью [нашего полуавтономного подхода] можно достичь стократного увеличения эффективности нацеливания по сравнению с методами, при которых неавтономные наночастицы вводятся в организм без какого-либо руководства», — говорит Чен.
Хотя наносплаватели с магнитным управлением уже существуют, группа Чена работает над созданием полуавтономного флота. «Мы предвидим, что коммерциализация технологии произойдет в ближайшие три-пять лет после завершения экспериментов на животных, подтверждающих концепцию», — говорит Чен, отмечая, что его команда подала несколько патентов. «Мы также находимся в процессе общения с несколькими медицинскими компаниями в Китае по поводу планов коммерциализации».
No comments:
Post a Comment