Прямое понимание синтеза, целостности белков и микрореологии крови в микропузырьках альбумина
Исследователи из Сколтеха, Университета ИТМО и их коллеги сообщили о новых результатах исследований поведения микропузырьков под воздействием ультразвука. Полученные данные позволят создавать более стабильные и безопасные микропузырьки, которые могут найти терапевтическое применение в качестве средств доставки лекарств в мозг и целенаправленной активации противораковых препаратов, а также позволят ограничить интенсивное воздействие ультразвука, избегая его побочных эффектов. Исследование опубликовано в журнале Acta Biomaterialia.
Рис. 1. Фото: Acta Biomaterialia (2025). DOI: 10.1016/j.actbio.2025.09.026.
Микропузырьки используются в ультразвуковой диагностике для повышения контрастности изображения и визуализации даже мельчайших сосудов. Однако сложные физические и химические процессы, лежащие в основе поведения микропузырьков под воздействием ультразвука, до сих пор не изучены досконально. Чтобы сделать ультразвук контролируемым терапевтическим инструментом, учёным необходимо точно понимать, как образуются, пульсируют и лопаются пузырьки, и что определяет энергию «хлопка».
Были исследованы микропузырьки с белковой оболочкой с двумя типами добавок, повышающих стабильность. Оба метода оказались успешными в стабилизации и «успокоении» пузырьков, обеспечивая сохранение естественной структуры белка и предотвращая его разрушение под воздействием ультразвука. Это важно, поскольку стабильная оболочка снижает риск нежелательных реакций в организме.
Чтобы проследить весь жизненный цикл пузырьков, от зарождения до лопания, мы записали их на видео и использовали кавитометр.
Оказалось, что стабилизирующие добавки почти вдвое снизили интенсивность кавитации, переводя процесс из хаотичного барботирования в мягкую пульсацию. Поведение таких пузырьков можно сделать предсказуемым и, следовательно, безопасным.
Пузырьки не влияли на форму и подвижность эритроцитов, что свидетельствует об их ненарушении нормального кровотока и потенциальной безопасности для введения в организм.
Исследование показывает, что понимание физики и химии микропузырьков в конечном итоге откроет их потенциал для неинвазивного лечения. Ультразвук, может стать инструментом высокоточных вмешательств.
