Мікроскопічні кристали незабаром можуть стати своєрідними кур’єрами, що доставляють ліки прямо до хворих органів людини. У минулому така ідея вважалася неможливою — кристали, що володіють особливими магнітними властивості, були настільки малі, що вчені не могли контролювати їх руху.
Але прогрес не стоїть на місці. Тепер група китайських дослідників знайшла рішення. Їх дослідження може відкрити двері новим застосуванням крихітних кристалів, а також, можливо, врятувати життя багатьох людей. Вчені розробили спосіб отримання суперпарамагнитних кристалів, які набагато більше тих, які були створені до цих пір.
Деякі магнітні речовини, такі як оксид заліза, утворюють досить маленькі кристали, які володіють незвичайними властивостями. Наприклад, їх намагніченість змінюється випадковим чином при зміні температури.
У підсумку додаток магнітного поля до цих кристалам може зробити їх практично такими ж магнітно «сильними», як звичайні магніти на холодильнику.
Все це може здатися дещо дивним, але подібний найсильніший тип магнетизму вже добре відомий — явище називається суперпарамагнетизм.
Теоретично суперпарамагнитні частинки можуть відмінно підходити для доставки лікарських засобів, оскільки їх можна направити безпосередньо до вогнища хвороби, наприклад, пухлини з допомогою все того ж магнітного поля.Між тим, саме їх крихітний розмір утруднював управління ними. Але так було до недавнього часу.
«Найбільші суперпарамагнитні матеріали, які ми могли створити досі, представляли собою скупчення нанокристалів. Всі разом вони були приблизно в тисячу разів менше, ніж нові матеріали», — говорить доктор Кечжен Чень (Kezheng Chen) з Університету науки і технології Циндао.
Більш крупними кристалами простіше керувати за допомогою зовнішнього магнітного поля.
«І вони не об’єднуються при відключенні магнітного поля, що дозволить зробити їх більш корисними і практичними для різних застосувань, у тому числі для доставки ліків», — додає Чень.
Дослідники пояснюють, що використання високої температури і тиску для формування крихітних кристалів призводить до появи у них незвичайної поверхні. Вони ж стимулюють деформацію решітки зростаючого кристала.
Кристали, які вирощуються при таких високих напругах і такої деформації, формуються з нерівностями і дефектами в їхній кристалічній решітці. Але саме ці «недоліки» відповідають за незвичайні магнітні властивості кристалів, кажуть вчені.
Подібний метод отримання великих суперапрамагнитних кристалів допоможе в розробці суперпарамагнитних сипучих матеріалів. Ними можна точно управляти зовнішнім магнітним полем, і вони зможуть послужити для доставки ліків до пухлин та інших частин організму.
І це тільки початок. Наприклад, нові кристали можуть бути корисні у багатьох інженерних проектах, які потребують «розумних рідинах». Тобто речовин, що змінюють свої властивості при застосуванні магнітного поля. Вони можуть використовуватися для створення систем підвіски автомобіля, які автоматично коригують себе в міру змін умов дорожнього руху або полотна, підвищувати рівень комфорту і безпеки. Крім того, розробка китайських дослідників буде корисна при створенні більш зручних і реалістичних протезів.
І тепер, коли дослідники подолали важливий бар’єр — суперпарамагнетизм більше не обмежує найдрібніші частинки, з якими важко впоратися — вони можуть приступити до вивчення, як їх розробки можуть сприяти поліпшенню життя людини.
Дослідження опубліковане в науковому виданні Physics Letters A.
Додамо, що ідею доставки ліків безпосередньо до місця «лиха» не нова. Наприклад, розповідалося про металевих нанотерминаторах, знищують пухлину зсередини. Крім того, російські вчені розробили безпечні наночастинки для цільового лікування раку.
