Ученые из Purdue University разработали новый подход к лечению повреждений нервных волокон спинного мозга с использованием наносфер, которые вводятся в кровоток в ранние сроки после травмы.Синтетические полимерные мицеллы - сферические средства доставки лекарственных препаратов – имеют диаметром около 60 нанометров, или приблизительно в 100 раз меньше, чем диаметр эритроцита.
Ученые изучали, как доставить лекарства для лечения рака и других заболеваний, используя такие наносферы. Лекарственные препараты можно ввести внутрь сфер и таким образом доставить их к больным или поврежденным тканям.
Исследователи из Purdue доказали, что мицеллы могут восстанавливать поврежденные аксоны, нервные волокна, по которым передается электрический импульс в спинном мозге.
«Это удивительное открытие», - говорит Джи-Синь Чен (Ji-Xin Cheng), адъюнкт-профессор в Школе биомедицинской инженерии. «Мицеллы уже 30 лет применяются в различных исследованиях как средство доставки лекарств, но еще никто и никогда не использовал их непосредственно в медицине».
Важнейшей особенностью мицелл является то, что они сочетают в себе свойства двух полимеров, один из которых гидрофобный, а другой гидрофильный. Другими словами, они или могут смешиваться с водой, или нет. Гидрофобное ядро можно заполнить лекарством для лечения болезней.
Мицеллы можно использовать вместо более привычных материалов, в том числе полиэтиленгликоля, из которого делается только внешняя оболочка мицеллы. Благодаря наноразмерам и полиэтиленгликолевой оболочке они сразу не отфильтровываются почками и не захватываются печенью. Это позволяет мицеллам оставаться в крови достаточно долго и достигать поврежденных тканей. При концентрациях, необходимых для медицинского использования, они не оказывают токсического эффекта. Концентрация мицелл может составлять всего около 1/100000 концентрации обычного полиэтиленгликоля.
Продолжающиеся сейчас в Purdue исследования показали преимущества политэтиленгликоля, или PEG, в лечении животных с повреждениями спинного мозга. Этой работой руководит Ричард Боргенс (Richard Borgens), директор Center for Paralysis Research и Mari Hulman George Профессор неврологии в Школе ветеринарной медицины.
Результаты показали, что PEG достигает поврежденных клеток, восстанавливает их функции и не дает распространяться зоне поражения, предотвращая дальнейшие осложнения.
Новые результаты стали возможны благодаря междисциплинарному характеру исследований.
Исследования показывают, что в восстановлении поврежденных аксонов ядро, сделанное из специального полимера, проявляет себя лучше, чем другие материалы.
Методом двойных сахарозных мостиков установлено, что в зоне повреждения спинного мозга при лечении без мицелл восстанавливается около 18 процентов аксонов. Лечение мицеллами увеличивает процент восстановления до 60. Ученые изучали процесс восстановления нейронов, измеряя сложный потенциал действия, или способность спинного мозга передавать сигналы.
Эксперимент имитирует то, что происходит во время травматического повреждения спинного мозга. Исследование показало, что мицеллы могут быть использованы для восстановления мембран аксонов, поврежденных в результате компрессии, распространенного типа травм позвоночника.
Проследив пути распространения окрашенных мицелл на крысах, ученые подтвердили, что наночастицы успешно достигают зоны повреждения. Результаты также показали, что мицеллы лучше, чем полиэтиленгликоль, восстанавливают координацию всех четырех конечностей животных.
комментариев