Совместная команда ученых из Миссурийского университета (Колумбия) и армии США разработали особую нановзрывчатку, способную порождать сверхзвуковую ударную волну, которая поможет доставлять лекарственные вещества прямо в раковые клетки, не повреждая при этом здоровые клетки организма.

При разработке такой умной бомбы исследователи использовали специальный нанотермитный композит, содержащий металловидное топливо и неорганический окислитель, в результате чего получилось крайне горючее вещество, способное генерировать ударную волну с числом Маха доходящим до 3.

Справка:
Число Маха (От Э.Мах - австрийский физик; 1838-1916) - в механике сплошных сред - отношение локальной скорости потока к местной скорости звука.

В качестве топлива используется разреженный оксид меди, а окислителем служат алюминиевые наночастицы. В результате создается большая площадь соприкосновения между топливом и окислителем, что приводит (в наномасштабах) к моментально распространяющемуся возгоранию. А это, в свою очередь, порождает сверхзвуковую взрывную волну, распространяющуюся со скоростью от 1500 до 2300 метров в секунду.

Такая взрывчатка помещается в специальный прибор, который можно будет использовать для облегчения доставки лекарственного препарата прямо в раковые клетки или клетки вируса иммунодефицита человека (ВИЧ).

Лекарство вводится в организм обычным способом (инъекцией) и распространяется естественным образом по телу больного. Затем, при помощи разработанного прибора на нановзрывчатке, в место опухоли подается мощный импульс. Ударные волны, сгенерированные этим импульсом, приводят к образованию крошечных отверстий в клетках опухоли, что помогает лекарству попадать прямо в клетки. За счет сверхзвуковых ударных волн лекарство доставляется в клетки опухоли за считанные миллисекунды.

Ученые испытали ударную тактику на ткани животных и продемонстрировали 99-процентную успешность метода. Почти все клетки опухоли получили дозу лекарства. В тоже время здоровые клетки пострадали намного меньше, чем, если бы применялись традиционные методы лечения, такие как химиотерапия.

Ученые говорят, что нановзрывчатка обладает отличными от обычной взрывчатки характеристиками. В обычной взрывчатке ударная волна образуется во время детонации. В случае же с нанотермитами, быстро распространяющаяся реакция воспламенения порождает взрывную волну без детонации. Генерирование ударной волны без детонации, по словам ученых, и есть ключ этой технологии.

Готовый к массовому применению прибор на нановзрывчатке появится в течение двух-пяти лет. Кроме применения в биомедицине, нановзрывчатка может быть на пользу и в других сферах, таких как геология и сейсмология. Изначально же эта технология использовалась армией США для обнаружения взрывных устройств, во время которого ударные волны посылались в землю, помогая формировать изображение того, что находится под поверхностью.