Создано гибридное наноустройство, полностью имитирующее гематоэнцефалический барьер головного мозга - «Наука и технологии»

Исследователи из итальянского технологического института IIT (Istituto Italiano di Tecnologia) разработали и изготовили искусственное гибридное устройство, которое является полным аналогом гематоэнцефалического барьера (blood-brain barrier, BBB), структуры, защищающей центральную часть нашей нервной системы от неблагоприятных внешних факторов, таких, как вирусы и токсичные соединения. Однако, наряду с выполнением столь полезной функции, гематоэнцефалический барьер препятствует проникновению в мозг лекарственных препаратов, введенных в организм внутривенно или другим путем. Новое устройство, созданное итальянскими исследователями, представляет собой комбинацию компонентов искусственного и естественного происхождения, и оно будет использоваться для изучения и разработки новых стратегий преодоления гематоэнцефалического барьера, необходимых для создания новых способов борьбы с заболеваниями головного мозга, такими, как злокачественные опухоли.

Устройство представляет собой микрожидкостную систему, состоящую из искусственных компонентов, созданных при помощи современных технологий трехмерного нано- и микропроизводства, к примеру, двухфотонной литографии. В состав этой системы, для обеспечения ее биологической совместимости, входят и компоненты естественного происхождения, эндотелиальные клетки (клетки, покрывающие внутреннюю поверхность кровеносных сосудов).

Трехмерная печать искусственных компонентов была выполнена при помощи лучей лазеров, которые фокусировались в определенной точке пространства, заполненного жидким фотополимером. Эта технология позволяет изготавливать, слой за слоем, трехмерные объекты с субмикронной разрешающей способностью. В данном случае при помощи такой трехмерной печати были изготовлены аналгии микрокапилляров, полые трубочки, диаметром 10 микрометров, в поверхности которых созданы "поры", диаметром около 1 микрометра, равномерно распределенные по всей поверхности искусственного капилляра.

Вся система искусственного "гематоэнцефалического барьера" состоит из 50 трубочек-капилляров и после ее окончательного изготовления вся поверхность этой структуры была покрыта эндотелиальными клетками, которые и сформировали биологическую составляющую барьера. Все устройство имеет размеры в несколько миллиметров и испытуемые жидкости могут просачиваться сквозь него при избыточном давлении, эквивалентном давлению крови в кровеносных сосудах.

В будущем исследователи собираются использовать искусственный "гематоэнцефалический барьер" для изучения и решения вопросов, связанных с доставкой в мозг лекарственных препаратов при помощи носителей различного вида, в роли которых могут выступать специальные вирусы, наночастицы или даже управляемые нанороботы. И естественно, что результаты данных исследований смогут сыграть одну из ключевых ролей в деле разработки новых высокоэффективных методов лечения рака мозга, рассеянного склероза, болезни Альцгеймера и т.п.