Kako bi mjehurići u raspadu mogli ubiti stanice raka
Mlazovi tekućine koje pokreće rasprsnuće mikroskopskih mjehurića mogli bi dovesti lijek izravno u stanice raka, ako se ideja jednog tima inženjera na kraju ostvari. Oni su postigli da mjehurići projiciraju fini mlaz koji je dovoljno snažan da probije staničnu stijenku i uđe u stanicu. Primjena pulsa topline ili ultrazvuka na tekućinu može proizvesti mjehuriće koji se u početku šire brzo, da bi se iznenada rasprsnuli kada puls završi. Pei Zhong i njegov tim na Sveučilištu Duke u Durhamu, Sjeverna Karolina, znali su da rasprsnuće mjehurića šalje tlačni val kroz okolnu tekućinu, a da oscilacije na površini mjehurića mogu generirati mlaz nalik na iglu. Problem je predvidjeti kamo će mlaz ići i koliko će snažan biti.
"Nekada nije bilo dovoljno kontrole kod usmjeravanja mlaza, a bilo je teško kontrolirati i jačinu mlaza", kaže Zhong. Sada je tim pokazao da parovi mjehurića prilikom rasprsnuća u neposrednoj blizini predvidljivo djeluju jedni na druge. Koristeći uzastopne impulse dva lasera, jednog s valnom duljinom od 1064 nanometara, a drugog od 532 nanometara, tim je brzo zagrijao uzorak tekućine koja je sadržavala plavu boju.
Prvi impuls proizveo je mjehur pare promjera 50 mikrometara, a drugi je proizveo drugi mjehurić u blizini prvog. Kako su se mjehurići hladili i skupljali, njihove površine su počele oscilirati, stvarajući vrtloge u okolnoj tekućini. Interakcija između susjednih mjehurića dovela je do njihovog rasprsnuća, stvarajući par mlazova koji su izbili u suprotnim smjerovima. To bi trebalo osigurati stupanj kontrole koji je potreban za sustav ciljanog dovođenja lijeka, kaže Zhong. Veličina mjehurića je presudna, jer određuje veličinu mlaza, kaže Zhong. "Želimo proizvesti maleni mlaz koji može prodrijeti u stanicu a da je ne ubije", dodaje on.
Zhong i njegov tim testirali su svoju iglu na bazi mjehurića na stanicama dobivenim od tumora kod štakora. Fotografije velike brzine pokazuju da se kod para mikro mjehurića moglo izazvati rasprsnuće nakon kojeg je mlaz plave boje stvorio rupu promjera 0,2 i 2 mikrometara - omogućavajući da mlaz tekućine uđe bez trenutačnog uništavanja stanice. To pokazuje da su mlazovi pogodni za ciljano ubrizgavanje lijeka u stanice u tijelu, kaže Zhong. On kaže da bi, kao klinički sustav za isporuku lijeka, trebalo biti moguće koristiti i parove mikro mjehurića koje umjesto lasera stvara ultrazvuk .
Međutim, nisu svi uvjereni da će sustav funkcionirati u kliničkom okruženju. U nazočnosti biološkog tkiva, oscilirajući mjehurići mogli bi biti manje stabilni u odnosu na testnu otopinu, što će otežati precizno dovođenje lijekova, kaže Constantin Coussios, biomedicinski inženjer sa Sveučilišta u Oxfordu. » Potraži više...