Хотя существуют некоторые средства, такие как никотиновые пластыри для прекращения курения, вводимые через кожу, этот метод лечения встречается редко, поскольку проникающие частицы должны быть не больше 100 нанометров (одна тысячная сантиметра). Создание эффективных инструментов с использованием таких крошечных частиц - большая задача. Поскольку частицы настолько малы и их трудно увидеть, не менее сложно определить их точное местоположение внутри организма - информация, необходимая для обеспечения того, чтобы они достигли намеченной ткани-мишени. Сегодня такая информация получается с помощью инвазивных, часто болезненных, биопсий.

Новый подход, разработанный исследователями из Университета Бар-Илан в Израиле, обеспечивает инновационное решение для преодоления обеих этих проблем. Объединив методы нанотехнологии и оптики, они создали крошечные (нанометрические) алмазные частицы, настолько маленькие, что они способны проникать в кожу для доставки лекарственных и косметических средств. Кроме того, они создали безопасный оптический метод на основе лазера, который количественно определяет проникновение наноалмазов в различные слои кожи и определяет их местоположение и концентрацию в тканях тела неинвазивным способом, устраняя необходимость в биопсии.

Это нововведение было только что опубликовано исследователями из Института нанотехнологий и передовых материалов университета в сотрудничестве с инженерным факультетом Кофкина и кафедрой химии в научном журнале ACS Nano.

Наноалмазы размером в миллионную долю миллиметра производятся путем детонации взрывчатых веществ внутри закрытой камеры. В этих условиях высокая температура и давление приводят к слиянию атомов углерода, содержащихся во взрывчатых веществах. Наноалмазы, созданные в процессе, достаточно малы, чтобы проникать в ткани - и даже клетки - не причиняя вреда.

Наноалмазы и доставка лекарств

Подобно грузовикам, осуществляющим доставку, искусственные алмазы могут доставлять различные лекарства к намеченным целям, а их расстояние и местоположение можно контролировать благодаря крошечному размеру наноалмазов. Подход к доставке лекарств с использованием наночастиц уже доказал свою успешность в предыдущих исследованиях.

Наноалмазы, недавно разработанные в Университете Бар-Илан, также оказались эффективными антиоксидантами. Это свойство гарантирует, что частицы, проникающие в организм, являются одновременно безопасными и терапевтическими, поскольку их химические свойства позволяют покрывать их лекарственным средством перед введением в организм.

Отслеживание наноалмазов через оптику

Оптический метод, разработанный исследовательской группой, позволяет им определять относительные концентрации наноалмазных частиц в различных слоях кожи (эпидермис, дерма и жир) с помощью безопасного и неинвазивного зондирования, основанного на синий лазер с длиной волны, уникальное открытие само по себе, учитывая тот факт, что лазеры с красной длиной волны обычно используются при медицинских осмотрах и лечении людей. Чтобы определить их местоположение в коже и в какой концентрации, пациенты кратковременно подвергаются воздействию синего лазерного луча. Оптическая система создает 3D-изображение, похожее на фотографию, с помощью которого можно выделить оптические изменения в обработанной ткани и сравнить их с соседней, необработанной тканью, используя специально созданный алгоритм.

"Это значительное развитие в дерматологии и оптической инженерии", - говорит профессор. Дрор Фикслер, директор Института нанотехнологий и перспективных материалов Университета Бар-Илан и член исследовательской группы. "Это могло бы открыть двери для разработки лекарств, наносимых через кожу, наряду с современными косметическими препаратами, использующими передовые нанотехнологии". Исследование Фикслера, проводимое при содействии исследователя Чан Шапиры и других, демонстрирует важность оптических инноваций в клиническом применении.