Наноалмазы - новое слово в борьбе с раком

В медицине начали использовать алмазы для лечения заболеваний. Конечно же, это не те алмазы, которые используются в ювелирных украшениях. Алмазы подвергаются дроблению методом взрыва. Получаются очень мелкие частицы, называемыми наночастицами. Размер их 5-8 нм. Они обладают размером в 100 тысяч раз меньшим, чем диаметр волоса. Структура частиц алмаза остается неизменной. По внешнему виду они напоминают порошок сероватого цвета.

Атомы углерода составляют основу алмаза. Каждый атом окружен еще 4 атомами. По форме получается тетраэдр. За счет такого строения алмаз обладает большой прочностью. Атомы, которые находятся на поверхности, ничем не окружены. Свойства атома различны на поверхности и внутри. С внешней стороны связывание атомов углерода происходит не только друг с другом. К ним можно присоединять атомы других веществ. Появляется группировка атомов, так называемая функциональная группа. Это свойство алмаза используется в различных областях, в том числе и в медицине.

Так как наночастицы алмаза имеют очень маленькие размеры, внешняя поверхность их очень велика. Ученые разработали методику присоединения к наноалмазам различных лекарственных веществ. В настоящее время лекарства доставляются к больным клеткам лизосомами. Это полые сферические полимерные образования. Внутри их находится лекарственный препарат. Данный способ имеет много существенных недостатков. Полимерные образования могут вызвать воспаление клетки и даже прекратить действие лекарственных веществ. Использование наноалмазов - наилучший способ доставки. При их применении исчезает риск повреждения клетки материалами, доставляющими эти лекарства. Особенно это актуально при лечении раковых заболеваний химическими веществами.

Размещать лекарство только на одной наночастице неэффективно. Поэтому наноалмазы собирают в группы по 50-100 нм. После достижения препаратом цели он выпускает лекарство и распадается на части. Наночастицы алмаза, в отличие от других наночастиц, растворяются в воде. Это облегчает вывод их из организма. Печень легко и быстро убирает наночастицы из кровотока. Сгустки не успевают образоваться и закупорить кровеносные протоки.

Исследования по применению осколков алмаза проводятся в различных научных центрах. В американском университете штата Иллинойс испытание проводят ученые, руководит которыми Дин Хо. Результаты исследования показали, что в организм мышей можно ввести большую дозу лекарства с помощью наноалмазов. При этом алмазные частицы не задевают здоровых клеток, а доставляют лекарство только к раковым. При использовании такого способа доставки лекарства печень резко не реагирует при выводе токсических элементов. При химиотерапии больше всего страдают белые кровяные тельца. При применении наночастиц алмазов этого не происходит.

Опыты проводились на мышах с использованием лекарства доксорубицин. Изучались все виды рака, особенно наиболее сложные его разновидности, устойчивые к химиотерапии. Ученые считают, что результаты показали большую эффективность и безопасность лечения при доставке лекарств наночастицами алмазов.

Достоинства наноалмазов

К преимуществам применения наночастиц алмаза в медицине относятся следующие:

- доставка ядовитых для опухоли веществ, не затрагивая живых клеток;

- отсутствие воспаления клеток;

- хорошая растворимость в воде;

- возможность присоединять функциональные группы;

- безопасность в применении.

Ученые считают, что в будущем наноалмазы будут широко применяться в диагностике. В университете Штутгарта в Германии разрабатывается специальный наноалмазный зонд. С помощью такого зонда, внедренного в клетку, можно будет видеть все клеточные процессы и передавать информацию о них. В дальнейшем планируется проводить исследования по обнаружению раковых стволовых клеток.

Применение наноалмазов для диагностики имеет определенные преимущества перед другими методами:

- обладает биологической совместимостью с живыми клетками;

- может длительное время находиться внутри клетки, не влияя на процессы, происходящие внутри ее;

- имеется возможность придания оптических и магнитных качеств алмазной частице.

Продолжаются исследования ученых по дальнейшему применению наноалмазов в медицине. Прорабатывается возможность присоединения молекул ДНК. Таким образом, наноалмазы будут не только обнаруживать изменения в клетках живых организмов, но и позволят их устранить на ранней стадии заболевании раком.

В настоящее время для опытов используются только мыши. В будущем планируется начать эксперименты на более крупных животных и после этого начать тестировать лекарственную схему на людях. Применение алмазных частиц приближает победу над раковой опухолью.