В самое последнее время стали изучаться возможности применения для указанных целей специальным образом сформированных наночастиц неметаллической природы. Например, возглавляемая доктором Наоми Халас (университет Райса) группа предложила новый тип частиц (которые образно можно назвать наноснарядами), представляющими собой ядро из диэлектрической окиси кремния, покрытое сверхтонким слоем золота[108]. После введения в злокачественную опухоль такие наноснаряды могут быть термически активированы (за счет поглощения излучения в ближнем инфракрасном диапазоне излучения), создавая требуемый для лечения температурный режим.
Имплантация устройств доставки лекарственных препаратов является очень перспективным направлением медицины, так как она в сложных условиях часто позволяет не только гарантировать введение требуемых лекарств в конкретном органе или месте, но и обеспечить заданный режим и количество выделяемого препарата. Наиболее простым вариантом является имплантация в нужном месте полимерной матрицы, содержащей необходимые вещества, которые постепенно с некоторой скоростью выделяются в окружающие ткани организма. В качестве уже известных примеров можно привести имплантируемые препараты типа Norplant (противозачаточное средство фирмы Wyeth Laboratories), Gliadel (хемотерапевтическое средство фирмы Guilford Pharmaceuticals, используемое при раковых поражениях мозга) и Viadur (гормональный препарат фирмы Bayer, применяемый при лечении рака простаты). Объем продаж препарата Gliadel составил около 20 миллионов долларов в 2003 году (увеличение на 32 % по сравнению с предыдущим годом), а Viadur – около 150 миллионов долларов.
С учетом общих тенденций специалисты предсказывают, что к 2012 году товарооборот рынка имплантируемых средств направленной доставки лекарств может превысить 2 миллиарда долларов, причем основной рост производства связывается с двумя описанными ниже направлениями развития нанотехнологий (нанопористые мембраны и биочипы).
В качестве носителей иногда используются мембранные устройства (типа показанного на рис. 16.5) с оболочкой, поры которой имеют строго заданный размер (диаметром несколько десятков нанометров), что позволяет вводить в организм по заданной программе необходимое количество препаратов (в виде малых молекул, пептидов, белков и т. п.). Возможности применения таких структур очень велики и разнообразны, например, в настоящее время разрабатывается устройство, содержащее панкреатические «островные» клетки, вырабатывающие инсулин. Однородность и точность размеров пор позволяет регулировать скорость выделения таких клеток через мембрану. Размеры пор устройства подобраны таким образом, что питательные вещества для клеток и выработки инсулина свободно поступают из организма внутрь структуры, в то время как белки и клетки иммунной системы организма почти не могут проникать внутрь биокапсул и воздействовать на чужеродные клетки, вырабатывающие инсулин.
Рис. 16.5. Имплантируемое мембранное устройство с наноразмерными порами, предлагаемое для организации регулируемого обмена веществ в организме[109]. Рисунок воспроизводится с разрешения авторов из статьи S. I. Tao and T. F. Desai «Microfabricated drug delivery systems: From particles to pores»,
