Изменение проницаемости полиэлектролитных капсул с анизотропными магнитными наночастицами в оболочке при воздействии низкочастотного магнитного поля

ВВЕДЕНИЕ 4
1 СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К АДРЕСНОЙ ДОСТАВКЕ ЛЕКАРСТВ 8
1.1 Адресная доставка лекарств 8
1.2 Системы адресной доставки лекарств 9
1.3 Полиэлектролитные капсулы как носители для системы адресной доставки лекарств 14
1.3.1 Основные методы получения полиэлектролитных капсул 15
1.3.2 Методы инкапсулирования веществ в полиэлектролитные капсулы 16
1.3.3 Способы модификации оболочки полиэлектролитных капсул для чувствительности к различным стимулам 18
1.4 Магнитные поля 20
2 МЕТОДЫ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ
МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ КАПСУЛ 22
2.1 Синтез сферических наночастиц 22
2.2 Синтез анизотропных наночастиц с использованием олеиламина 22
2.3 Синтез анизотропных наночастиц с использованием декстрана 24
2.4 Обмен поверхностных лигандов 24
2.5 Спектрофотометрия 25
2.6 Просвечивающая электронная микроскопия 27
2.7 Получение полиэлектролитных капсул 27
2.8 Электрофоретическое рассеяние света 29
2.9 Метод динамического рассеяния света 29
3 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ КАПСУЛ 32
3.1 Получение сферических наночастиц Fe3O4 32
3.2 Получение анизотропных магнитных наночастиц 34
3.4 Сравнение размерных характеристик наночастиц 39
3.5 Получение полиэлектролитных капсул 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 48
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 49

Купить

Онкологические заболевания - одни из ведущих причин смерти в мире, которая в 2022 году унесла жизни почти 10 млн человек. В 2022 г. наиболее распространёнными видами онкологических заболеваний (по числу новых случаев) были (Рисунок 1) [1]:
• рак легких (2,48 млн случаев);
• рак молочной железы (2,30 млн случаев);
• рак толстой и прямой кишки (1,93 млн случаев);
• рак предстательной железы (1,47 млн случаев);
• рак желудка (970 000 случаев)
Наиболее частыми причинами смерти 2022 г. были следующие онкологические заболевания (Рисунок 2) [1]:
• рак легких (1,8 млн случаев смерти);
• рак толстой и прямой кишки (904 000 случаев смерти);
• рак печени (758 000 случаев смерти);
• рак молочной железы (666 000 случаев смерти);
• рак желудка (660 000 случаев смерти).
Приведенные выше цифры показывают, что традиционные подходы терапии онкологических заболеваний, такие как химико- и радиотерапия, которые по-прежнему являются самыми распространёнными, не могут решить проблему снижения смертности от онкологических заболеваний. Главной проблемой традиционных подходов является накапливание в целевой области лишь небольшой доли активного вещества, тогда как большая часть введенного препарата циркулирует в кровотоке, влияя на здоровые органы и вызывая побочные эффекты. Важным шагом к решению это проблемы стало появление систем адресной доставки лекарств на основе различных наноструктурных носителей (например, липосомы, мицеллы, наногели, полиэлектролитные капсулы). Однако большинство существующих систем, хоть и решают проблему избирательного высвобождения, не дают точно регулировать момент и скорость высвобождения активного вещества. Поэтому основное направление текущих исследований смещается в сторону контролируемого локального высвобождения веществ, управляемого внешними стимулами (изменение pH, температуры или магнитное поле).
Использование полиэлектролитных капсул в качестве носителя позволяет не только решить проблему контролируемого высвобождения, но и позволяет регулировать толщину, проницаемость и состав оболочки, а также размер самой капсулы. Кроме того, их легко можно функционализировать различными частицами и молекулами для придания чувствительности к внешним стимулам. В данной работе в оболочку капсул были помещены магнитные наночастицы, чтобы сделать систему доставки лекарств магниточувстительной.
Преимуществами таких капсул является то, что они могут быть: визуализированы при помощи МРТ; направлены и удержаны в определенном месте с помощью магнитного поля; облучены магнитным полем для инициации механизма высвобождения инкапсулированного вещества.
При взаимодействии с низкочастотным магнитным полем магнитные наночастицы практически не нагреваются. Под действием магнитного поля магнитный момент наночастиц начинает вращаться, ориентируясь вдоль вектора магнитной индукции. Вращение может осуществляться как за счет вращения самого магнитного момента, так и за счет вращения магнитной наночастицы. При вращении всей наночастицы, в оболочке капсулы возникают различные деформации, которые приводят к изменению проницаемости. Основную роль при этом играет магнитомеханическое воздействие на микрокапсулы.
Однако до настоящего времени экспериментальные работы с магниточувствительными полиэлектролитными капсулами проводились только с использованием сферических наночастиц оксидов железа. Вместе с тем существуют работы, в которых теоретически показано, что применение анизотропных наночастиц может быть более перспективным для создания локальных деформаций.
Целью данной работы является исследование влияния низкочастотного магнитного поля на полиэлектролитные капсулы, содержащие анизотропные наночастицы оксидов железа в оболочке.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:
1. Получение и характеризация по размеру анизотропных магнитных наночастиц оксидов железа.
2. Получение полиэлектролитных капсулы, функционализированные анизотропными магнитными наночастицами.
3. Сравнить эффект от воздействия низкочастотного магнитного поля на полиэлектролитные капсулы с различными анизотропными магнитными наночастицами в оболочке.

Купить