Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Статья имеет ранний доступ!

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 0)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
530.182
EDN: 

Изменения структуры и проницаемости липидных мембран под действием наночастиц и импульсного электромагнитного воздействия

Авторы: 
Гуляев Юрий Васильевич, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Черепенин Владимир Алексеевич, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Таранов Игорь Владимирович, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Вдовин Владимир Александрович, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Ярославов Александр Анатольевич, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ)
Кравцов Игорь Дмитриевич, Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Григорян Илья Валентинович, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ)
Кокшаров Юрий Алексеевич, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ)
Хомутов Геннадий Борисович, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ)
Аннотация: 

Работа посвящена разработке эффективных и безопасных биосовместимых средств и методов инкапсуляции, адресной доставки и контролируемого высвобождения лекарственных препаратов в водных средах, в том числе в живых системах. Для капсулирования лекарственных соединений в коллоидные носители использовались оригинально созданные наноструктурированные биомиметические липидные мембранные везикулы - нанокомпозитные липосомы, мембраны которых функционализированы наночастицами магнетита и золота. Для решения проблемы безопасного контролируемого высвобождения капсулированного вещества в водные среды разработан подход, основанный на использовании мощных ультракоротких электрических импульсов (УКЭИ) длительностью менее 10 нс, обеспечивающих нетермический эффект селективной контролируемой электропорации нанокомпозитных липидных мембран, содержащих проводящие наночастицы. Разработана теоретическая модель нетермического взаимодействия наноструктурированных липосомальных капсул с ультракороткими электрическими импульсами, в рамках которой получено выражение для критического значения напряженности электрического поля, определяющего порог возникновения эффекта электропорации в проводящей водной среде. Показана ключевая роль электропроводящих наночастиц в повышении чувствительности структуры и проводимости нанокомпозитных липосом к внешнему ультракороткому электрическому воздействию. Теоретически описанный механизм изменения структуры и проводимости липидных мембран, содержащих электропроводящие наночастицы, объясняет избирательный управляемый характер ультракороткого импульсного воздействия на нанокомпозитные липосомальные контейнеры. Эффект контролируемого избирательного изменения проницаемости и декапсуляции нанокомпозитных липосом зарегистрирован методам флуориметрии в экспериментах с противораковым антибиотиком доксорубицином и флуоресцентным красителем карбоксифлуоресцеином, которые были загружены в липосомальные носители в качестве модельных молекулярных соединений. Инкапсулированные вещества высвобождалась из нанокомпозитных липосом после воздействия на них ультракоротких электрических импульсов с эффективностью до 98%, при этом каких-либо существенных изменений структурнофункционального состояния природных и чистых липидных мембран зафиксировано не было. Данные об изменении проницаемости мембран хорошо коррелировали с результатами по структурным изменениям нанокомпозитных липосом, зарегистрированными методами просвечивающей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии.
 

Благодарности: 
Работа выполнена в рамках выполнения госзадания (FFWZ-2025-0013).
Список источников: 

-

Поступила в редакцию: 
03.04.2025
Принята к публикации: 
27.06.2025
Опубликована онлайн: 
03.07.2025