Томские ученые помогли найти способ стимуляции нейронов мозга без операции
Материаловеды Томского политеха вместе с коллегами создали биосовместимые наночастицы, которые позволяют стимулировать работу нейронов головного мозга без хирургических вмешательств. Достаточно использования слабых магнитных полей, сообщает пресс-служба вуза.
Биосовместимые наночастицы размерами менее 30 нм (это в сотни раз меньше клеток крови — ред.). У каждой из них есть суперпарамагнитное ядро из соединения феррита марганца и бессвинцовой оболочки титаната бария. Синтез наночастиц проходил с помощью микроволнового гидротермального синтеза. Варьируя три параметра — температуру, концентрацию щелочи и длительность реакции — ученые управляли структурой наночастиц.
— Благодаря особой технологии синтеза мы научились точно настраивать свойства оболочки. Это позволило усилить магнитоэлектрический эффект: способность превращать магнитное воздействие в электрический сигнал, который «понимает» нервная клетка, — отмечает руководитель исследования, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Роман Чернозем. — Особый интерес у нас вызвали частицы, синтезированные при температуре 185 °C. В их оболочке появились особые участки — частично аморфные зоны и следовое содержание одной из возможных промежуточных фаз в процессе формирования перовскита. Благодаря этому нам удалось получить рекордный магнитоэлектрический отклик для наноструктур, не содержащих свинец или кобальт, которые повышают риски токсического эффекта».
Результаты исследований показали, что наиболее перспективными являются наночастицы, синтезированные при температуре 185 °C. Они под действием слабого магнитного поля в три раза усилили приток ионов кальция в нейроны (это один из ключевых механизмов, лежащий в основе работы нервной системы, памяти и пластичности синапсов — ред.). Кроме того, они активировали на 20% больше нервных клеток по сравнению с аналогичными частицами.
Ученые утверждают, что наночастицы безопасны для клеток при концентрациях до 30 мкг/мл, такого объема достаточно для эффективной терапии. Предполагается, что новая технология может быть адаптирована под конкретную клиническую задачу: от лечения боли до восстановления после инсульта. А в будущем такие наночастицы могут стать основой для терапии депрессии, лечения нейродегенеративных заболеваний (болезни Паркинсона и Альцгеймера), а также восстановления нервных волокон. В скором времени ученые приступят к исследованиям на животных.
В исследовании приняли участие ученые Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политеха, Центра био- и медицинских технологий, ООО «Центр улучшения качества жизни с помощью технологий будущего», ТГУ, Института катализа им. Борескова СО РАН, Федерального медико-биологического агентства и Института цитологии и генетики СО РАН.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».