Naukowcy ze Szwajcarii opracowali technologię oczyszczania krwi ze szkodliwych czynników bez wprowadzania do organizmu nanocząsteczek.
W wielu przypadkach klinicznych, takich jak zatrucie, bakteriemia lub choroba autoimmunologiczna, usunięcie chorobotwórczych czynników z krwi jest najprostszą metodą leczenia. Jednak właściwości fizykochemiczne związków chorobotwórczych ograniczają stosowanie klasycznej filtracji i procesów opartych na dyfuzji.
Nanocząstki umożliwiają przechwytywanie większych cząsteczek z krwiobiegu. Jednak reakcja organizmu na umieszczenie nanocząstek wewnątrz ciała nie jest jeszcze w pełni poznana. Inge Herrmann i jej współpracownicy z Zurich University Hospital opracowali metodę magnetycznego oczyszczania krwi, którą przetestowali na gryzoniach. Urządzenie, które łączy tętnicę szyjną z żyłą szyjną umożliwiło oczyszczenie krwi poza ciałem.
Technologia wykazała zdolność do szybkiego wyłapywania toksyn i oczyszczenia krwi. Badacze to testów wykorzystali toksyny w postaci jonów ołowiu (Pb 2+) i digoksyny – stosowanej w medycynie głównie do leczenia niewydolności serca i migotania przedsionków z szybką akcją komór.
Bardzo silne nanomagnesy w postaci węglików żelaza wyeliminowały toksyny w obiegu pozaustrojowym. Nanocząstki wzbogacone w platynę mogły być śledzone w środowisku bogatym w żelazo. Powłoka węglowa zapobiegła utlenianiu żelaza i utracie właściwości magnetycznych. W badaniu na szczurach, 40% toksyn zostało usuniętych w ciągu pierwszych 10 minut, a ponad 75% w ciągu 40 minut. Po zajęciu substancji docelowej, magnetyczne pułapki zapobiegły ponownemu załadowaniu cząstek do krwiobiegu.
Analiza elementarna histerezy magnetycznej potwierdziła całkowite odzyskanie nanocząstek podczas procesu zwykłej separacji magnetycznej (resztkowe stężenie cząstek poniżej 1 ug/ml-1 – granica wykrywalności).
Herrmann twierdzi, że nieznany pozostaje wpływ nanocząstek na zdrowie człowieka, a głównym wyzwaniem jest upewnienie się, że nie dostaną się one z powrotem do krwiobiegu. “Dzięki zastosowaniu bardzo silnego pola magnetycznego pokonaliśmy ograniczenia magnetyczne tlenków metali” – powiedziała Herrmann.
W praktyce klinicznej istnieją problemy w opracowaniu technologii filtracji, ze względu na selektywne wymagania różnych toksyn. Badacze z Zurychu pracują obecnie nad przechwytywaniem innych czynników chorobowych – bakterii.
Źródło:
[1] Nanomagnet-based removal of lead and digoxin from living rats I. K. Herrmann, Nanoscale, 2013, DOI: 10.1039/c3nr02468g
[2] http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/nr/
c3nr02468g/unauth | 06.08.2013
[3] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23900264 | 06.08.2013
[4] “Say No to DRUGS” by Nina Matthews, flickr.com, CC BY 2.0