Светочувствительные наночастицы открывают новые возможности для медицинской диагностики и терапии
Ученые из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) разработали новый класс светочувствительных наночастиц, которые в будущем могут стать основой для передовых методов медицинской визуализации и целенаправленной терапии. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Chemistry.
Концепция фото-термочувствительных SCNP. а) Иллюстрация генерации SCNP путем окислительной полимеризации пиррольных боковых цепей и (b) их использование в фотothermal терапии. SCNP на основе OEGMA демонстрируют поведение типа НКТР, что приводит к образованию нерастворимых в воде агрегатов при облучении ближним инфракрасным светом. Автор: Communications Chemistry (2025). DOI: 10.1038/s42004-025-01518-x
Новые частицы, известные как односторонние наночастицы (SCNP), состоят из индивидуально свернутых полимерных цепей. Ученые внедрили в эти цепи молекулы вещества полипиррол, которые поглощают свет в ближнем инфракрасном диапазоне и преобразуют его в тепло. Лазерное облучение не только нагревает наночастицы, но и изменяет их внутреннюю структуру.
«При воздействии света каждая отдельная наночастица собирается в сферическую структуру диаметром всего в несколько нанометров. Это открывает возможность концентрации их в определенных областях тела — именно там, где есть свет», — говорит химик из MLU профессор Вольфганг Биндер.
SCNP обладают замечательной термочувствительностью; их структура реагирует на изменения температуры. Это свойство основано на специфическом молекулярном дизайне частиц, который также позволяет им очень эффективно преобразовывать свет в тепло. Лабораторные эксперименты показали, что даже слабого лазерного луча и относительно небольшого количества наночастиц достаточно для генерации очень высоких локальных температур — до 85°C.
Этот эффект важен, например, для методов визуализации, используемых в медицинской диагностике. Быстрое нагревание ткани вызывает звуковые волны. Их можно измерить с помощью фотоакустических методов визуализации, которые, в свою очередь, можно использовать для создания 3D-моделей внутренних органов. Команда надеется, что разработанные частицы смогут помочь в изучении развития рака, например, сделав опухоли и их реакцию на лечение более видимыми и легко отслеживаемыми с помощью фотоакустической визуализации.
Но потенциал простирается еще дальше: «В будущем мы хотим использовать наночастицы для целенаправленной доставки активного вещества в организм и его активации с помощью света и тепла», — поясняет Биндер. Частицы потенциально можно будет использовать даже для уничтожения раковых клеток с помощью светоконтролируемого тепла — процесса, известного как гипертермия. Однако для изучения терапевтического потенциала новых частиц необходимы более обширные исследования.
Больше информации: Justus Friedrich Thümmler et al, Photo-thermoresponsive polypyrrole-crosslinked single-chain nanoparticles for photothermal therapy, Communications Chemistry (2025). DOI: 10.1038/s42004-025-01518-x
0 комментариев