Термоплазмонные наночастицы для лечения неврологических расстройств

Недавно разработанный процесс струйной печати плазмонных наночастиц позволил ученым из Кореи изготовить схемы, которые могут быть использованы для фототермической нейромодуляции. Исследование опубликовано в ACS Nano. Команда ученых представила тонко настраиваемый метод нейронной стимуляции. Это технология, которая может печатать тепловой паттерн на микроскопической плате, предназначенной для того, чтобы дистанционно управлять биологической активностью клетки. Эта технология потенциально может обеспечить персонализированную нейромодуляционную терапию пациентам с неврологическими расстройствами уже в обозримом будущем. Принцип работы метода таков: металлические наночастицы обладают термоплазмонным эффектом – при облучении определенной длинной волны они нагреваются, создавая локальный тепловой очаг. Основная заслуга исследовательской группы – обнаружение ответа нейронов на это воздействие. Как оказалось, нагрев блокирует спонтанную активность клеток мозга, что может оказаться чрезвычайно полезно для управления, например, эпилептическими очагами или патологиями, в основе которых лежит гиперактивность нейронных сетей. Чтобы преодолеть ограничение пространственной селективности и разрешения ранее разработанного нано-фототермического метода, команда использовала технологию струйной печати для создания микроплаты размером в несколько десятков микрон с нанесенными термочувствительными наночастицами. Исследователи применяли метод поэтапного покрытия полиэлектролитом таким образом, чтобы улучшить регулярность рисунка и обеспечить равномерную сборку наночастиц. Электростатическое притяжение между наночастицами и подложкой способствовало стабильности прикрепленных элементов. Поскольку полиэлектролитное покрытие является биосовместимым, биологические эксперименты с легкостью проводятся даже на клеточных линиях. При облучении напечатанного нано-узора светом в опыте формировались устойчивые тепловые рисунки – такие же, как и были запланированы. Наконец, команда подтвердила, что печатные образцы тепла могут избирательно и мгновенно ингибировать активность культивируемых нейронов гиппокампа при ближнем инфракрасном освещении. Эта технология может быть легко применена к имплантируемым устройствам для лечения неврологических расстройств и носимым устройствам. «Тот факт, что любые желаемые «образцы тепла» могут быть просто распечатаны, расширяет применимость этой технологии во многих областях техники. В биоинженерии ее можно применять в отношении нейронных интерфейсов, используя свет и тепло для модуляции физиологических функций», - сказал главный исследователь Юнки Нэм (Yoonkey Nam) в KAIST (KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY). Подготовила Тюльганова Дарья Источник