Нано магнитите пречистват кръвта - премахвайки токсините и възпалителните протеини вътре
Премахва токсините и възпалителните протеини за минути
Учените са успели да използват специално произведени нано-магнити за пречистване на кръвта от токсин само за няколко минути. За разлика от по-ранните подобни подходи, не са открити отрицателни ефекти върху кръвта. Ако процесът се окаже ефективен при живите организми, той може например да помогне на хората с отравяне на кръвта бързо и ефективно.
Те имат диаметър само 30 нанометра и по-малко от грам от тях е достатъчен, за да изчисти цялата човешка кръв от определен токсин за няколко часа: специално подготвени нано-магнити. Поне това беше показано от първите ин витро тестове с човешка кръв. Инге Херман от Института по химично и биоинженерство в ETH Цюрих е оборудвала малките магнити в своята докторска дисертация с професор ETH Wendelin Stark в сътрудничество с Университетската болница Цюрих, за да могат да свързват болестотворни вещества в кръвта.
Почистване за пет минути
Учените тестваха свойствата на техните функционализирани магнити с пълноценна човешка кръв: Тъй като кръвта има висок вискозитет, те смесваха относително силни магнити с кръвта, като ги въртяха внимателно. За по-малко от пет минути магнитите бяха почти напълно свързали въпросния токсин. „Скоростта, с която молекулите се свързват с магнитите, зависи от тяхната константа на свързване“, казва Херман. "Колкото по-висока е константата, толкова по-бързо антитялото на магнита се свързва например с антигена." След успешната процедура учените „извадиха“ магнитите от кръвта с постоянен магнит, прикрепен към външната страна на съда.
"Рибни" молекули с всякакъв размер
Безпоровата, гладка повърхност на магнитите има две основни предимства: висок свързващ капацитет и добра достъпност за свързваните вещества, лигандите. Това предотвратява бавната дифузия в порите, както се случва при конвенционалните методи. Друг важен аспект на метода е, че замърсителите с различни размери и тегло могат да бъдат селективно отстранени от кръвта, докато жизненоважни вещества с подобен размер, като антитела на имунната система или плазмени протеини, остават в кръвта.
Вече няма да са необходими диализа и подмяна на кръвна плазма
Малки, прекомерно патогенни молекули като урея, калий или креатинин са изтеглени от кръвта чрез диализа, филтрация или абсорбция. Въпреки това, добавените от организма болестотворни вещества или токсини понякога имат молекули, които са твърде големи, за да могат да бъдат разделени чрез такива методи, тъй като в противен случай жизненоважни молекули също биха били загубени. Понастоящем може да помогне само пълно заместване на кръвната плазма.
Ако беше възможно да се приложи пречистването на кръвта на практика с помощта на специфични магнити, това би било голям медицински пробив, учените са убедени в това. Това, което е особено интересно за Херман, е, че магнитите могат да свързват и най-малките молекули в диапазона на пикомолите. Това е особено важно за протеините, които са отговорни за възпалителните процеси.
Няма негативни последици за кръвта
За разлика от по-ранно проучване, което използва около 45 пъти повече магнити и унищожава червените кръвни клетки, учените не откриват отрицателни ефекти върху физиологията на кръвта. Нито червените кръвни клетки, нито съсирването на кръвта са засегнати. Всякакви опасения, че магнитите могат да отделят твърде много желязо в кръвта, трябва да бъдат разрешени. От една страна те са покрити с въглеродна обвивка, а от друга страна са много устойчиви на киселини и температури. И ако въпреки всичко, повече от половината от магнитите в кръвта бяха разтворени, количеството освободено желязо би било по-малко от това, което би се прилагало в случай на дефицит на желязо, пишат изследователите.
Следващата стъпка е да се провери дали процедурата може успешно да се приложи върху жив организъм. Ако е така, това може да бъде идеално допълнение към конвенционалните терапии за тежки отравяния, сепсис, метаболитни нарушения и автоимунни заболявания.