Совместная команда ученых из Миссурийского университета (Колумбия) и
армии США разработали особую нановзрывчатку, способную порождать
сверхзвуковую ударную волну, которая поможет доставлять лекарственные
вещества прямо в раковые клетки, не повреждая при этом здоровые клетки
организма.При разработке такой "умной бомбы" исследователи
использовали специальный нанотермитный композит, содержащий
металловидное топливо и неорганический окислитель, в результате чего
получилось крайне горючее вещество, способное генерировать ударную
волну с числом Маха доходящим до 3. Справка: Число
Маха (От Э.Мах - австрийский физик; 1838-1916) - в механике сплошных
сред - отношение локальной скорости потока к местной скорости звука. В
качестве топлива используется разреженный оксид меди, а окислителем
служат алюминиевые наночастицы. В результате создается большая площадь
соприкосновения между топливом и окислителем, что приводит (в
наномасштабах) к моментально распространяющемуся возгоранию. А это, в
свою очередь, порождает сверхзвуковую взрывную волну,
распространяющуюся со скоростью от 1500 до 2300 метров в секунду. Такая
взрывчатка помещается в специальный прибор, который можно будет
использовать для облегчения доставки лекарственного препарата прямо в
раковые клетки или клетки вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Лекарство
вводится в организм обычным способом (инъекцией) и распространяется
естественным образом по телу больного. Затем, при помощи разработанного
прибора на нановзрывчатке, в место опухоли подается мощный импульс.
Ударные волны, сгенерированные этим импульсом, приводят к образованию
крошечных отверстий в клетках опухоли, что помогает лекарству попадать
прямо в клетки. За счет сверхзвуковых ударных волн лекарство
доставляется в клетки опухоли за считанные миллисекунды. Ученые
испытали "ударную" тактику на ткани животных и продемонстрировали
99-процентную успешность метода. Почти все клетки опухоли получили дозу
лекарства. В тоже время здоровые клетки пострадали намного меньше, чем,
если бы применялись традиционные методы лечения, такие как химиотерапия. Ученые
говорят, что нановзрывчатка обладает отличными от обычной взрывчатки
характеристиками. В обычной взрывчатке ударная волна образуется во
время детонации. В случае же с нанотермитами, быстро распространяющаяся
реакция воспламенения порождает взрывную волну без детонации.
Генерирование ударной волны без детонации, по словам ученых, и есть
ключ этой технологии. Готовый к массовому применению прибор на
нановзрывчатке появится в течение двух-пяти лет. Кроме применения в
биомедицине, нановзрывчатка может быть на пользу и в других сферах,
таких как геология и сейсмология. Изначально же эта технология
использовалась армией США для обнаружения взрывных устройств, во время
которого ударные волны посылались в землю, помогая формировать
изображение того, что находится под поверхностью.
|