Русские нетоксичные наночастицы c магнитными свойствами для биомедицины

Для этого исследователи соединили два разных по кристаллической структуре и химическому составу материала.

Ядро представляет собой магнитострикционный материал — феррит марганца, который во внешнем магнитном поле может растягиваться, сжиматься, скручиваться. Его покрывает оболочка из пьезоматериала — модифицированного титаната бария. Когда мы подаем механическое напряжение на ядро, то есть деформируем материал за счет магнитного поля, деформация переходит на пьезооболочку и возникает электрический потенциал. Под действием внешнего магнитного поля мы можем перераспределять этот поверхностный заряд, то есть менять поляризацию. Создаваемый магнитоэлектрический эффект приводит к высвобождению лекарства, которое содержится на поверхности наноструктуры, по требованию в условиях переменного магнитного поля за счет изменения поляризации.

При модифицировании титаната бария для создания оболочки ученые частично заменили в нем ионы бария ионами кальция, ионы титана — ионами циркония. Это позволило усилить пьезосвойства, что в разы повышает эффективность наноструктур. А замена феррита кобальта, применимого обычно при создании таких гетероструктур, на феррит марганца помогла избежать токсического эффекта. Кроме того, феррит марганца является рентгеноконтрастным веществом: при помощи томографа можно отслеживать его распределение и накопление в организме. Это обуславливает высокую биосовместимость наноразмерных структур. Они способны легко встраиваться в организм пациента и стимулировать реакции клеток и тканей, необходимые для достижения оптимального терапевтического эффекта.

«Многие процессы в организме управляются электрическими биосигналами, в том числе клеточные функции. Когда мы создаем электрический материал, способный обладать такими функциями управления, и используем электрические стимулы пьезоэлектрического эффекта, мы можем «запускать» необходимые химические и биохимические реакции. Например, стимулировать регенерацию костных и нервных тканей или создавать губительный эффект для раковых клеток. Сейчас мы активно изучаем потенциал наноструктур для разработки на их основе нейростимуляторов для лечения болезней Паркинсона и Альцгеймера. Кроме того, они могут быть эффективны для очистки водоемов от органических загрязнителей. Заряженный материал в воде приводит к генерации активных форм кислорода, которые являются токсичными для органики – бактерий, вирусов, красителей», — отмечает профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Роман Сурменев.

На данном этапе исследования ученые тестируют наноструктуры на биологических моделях и клеточных линиях. Это позволит подобрать оптимальные эксплуатационные параметры, такие как сила магнитного поля и время воздействия, для усиления положительного эффекта воздействия наночастиц и снижения негативного.

Вот, часть того, что русские парни изобрели за последние несколько лет:
смартфоны Inoi и BQ, операционные системы : "Аврора" (для смартфона), "Ульяновск.BSD", "Рэйдикс", "WTware", ОСРВ "МАКС"; Собаку-робота созданного в МГУ Лебедева, Беспилотный электроавтомобиль Флип, Смарт-поезд «Балтиец» 2022 для метро, Солнечные батареи созданные Дмитрием Лопатиным;
Роботов-андроидов Promorobot V4 и Robo C-2, Сельскохозяйственный робот беспилотник Acro3D Scanner, Робот для обследования ГЭС в ИРНИТУ,
Квантовый компьютер, 3D принтер дл космоса, Шоколадный принтер, Экологичнаую и прочную фторполимерную плёнку заменяющую стекло, Смарт-теплицу "Smart Forestry & CEF", Смарт-упаковку для определения свежести продуктов, Прозрачный и сверхпрочный материал для российской космонавтики, Материал для яркости экранов флуорофор, Видеокамера аппаратура для археолого-геофизической съемки высокого разрешения в ИНГГ СО РАН,
Парусную энергетическую установку, Короткоходовой линейный двигатель для мембранных насосов, прибор система контроля промерзания грунта, Датчик повышающий чувствительность роботов и бионических протезов, Волноводы для космических аппаратов станут доступнее для российских аэрокосмических предприятий, инструмент для волочения проволоки из титановых сплавов, Программно-аппаратный комплекс Monsys предотвращающий инвалидность, Планетарную шаровую мельницу для измельчения золота, серебра и платины; Аналог самого сложного минера Земли юингита, Сверхпрочный материал на основе скомканного графена и наночастич меди и никеля, нековалентный органический каркас, Материал для перовскитных солнечных батарей, Химический магнит для будущих наномоторов, дешевый пленочный детектор терагерцового излучения, Перовскитные батарейки питающие систему «умного дома», «упаковку» для ферментов упрощающая поиск ядовитых веществ в еде, Байкальский глубоководный нейтринный телескоп, кинетический накопитель энергии с высокотемпературным сверхпроводниковым подвесом,

Русские парни изобрели: экзоскелет для сварщиков в НИТУ «МИСиС», экоматериал утепляющий жилье - Стеклосодержащий компонент - пеностекло в измельченном виде, прибор позволяющий общаться с людями с нарушениями речи-слуха и зрения "ВыброБрайль", Рекуперативный теплообменник с импульсной системой антиобмерзания, Перовскитные батарейки - фотопреобразователи на основе наночастиц оксида никеля для автономного питания беспроводной маломощной электроники от комнатного освещения, Оптический сенсор на основе одиночной углеродной нанотрубки, Препарат "Абориген" для очистки водоемов от нефти, Термостойкий тампонажный материал для крепления скважин, обеспечивающий высокую прочность в отношении меняющихся температур и воздействия Н2S и CO2, Импульсный лазер способеный регистрировать молекулы в уникальном спектре инфракрасного излучения , материал для защиты зданий от землетрясений в Вятском университете, устройство автоматизации пусконаладочных работ энергосистем в НГТУ НЭТИ| в области медицины: Хемосенсор высвечивающий уровень ph слюны (в УрФУ), В НГТУ НЭТИ разработали прибор для экспресс-диагностики остеопороза, Шлем для проведения электроэнцефалографии (Студенты Петербургского политех университета),Рентгеновскую установку для контроля качества кабельных соединений "РУНК-50", Аппаратный комплекс "Прометеус" лечащий радиацией, Имплант позволяющий частично вернуть зрение Элвис, Томограф созданный в институте Лебедева, Аппарат газожидкостной искусственной вентиляция легких, Эндоскопическая капсула с инновационными характеристиками от Инжинирингового центра НИЯУ МИФИ, Диагностику болезней по дыханию созданную в Сеченском Университете, Клей биоразлагаемый клей без липкого следа, Экологичный антибактериальный гидрогель, Материал на основе паутины для заживления ран после операций в ИТМО , "Гель стоп-кариес" в Омске, Мощный анельгетик способный заменить морфий в Курчатовском институте. Студенты петербургского политеха каждый год собирают по новому гоночному автомобилю.