Små supermagneter kan være fremtiden for lægemiddellevering

Mikroskopiske krystaller kan snart zippe medicin rundt i din krop, tager dem til syge organer. I fortiden, dette blev anset for at være umuligt - krystallerne, som har særlige magnetiske egenskaber, var så små, at forskere ikke kunne kontrollere deres bevægelse. Men nu har et team af kinesiske forskere fundet løsningen, og deres opdagelse har åbnet nye applikationer, der kunne bruge disse krystaller til at forbedre - og måske endda redde - mange liv.

Kezheng Chen og Ji Ma fra Quingdou University of Science and Technology, Quingdou, Kina har offentliggjort en metode til fremstilling af superparamagnetiske krystaller, der er meget større end nogen, der er blevet lavet før. De offentliggjorde for nylig deres fund i Fysik bogstaver A. .

Hvis nogle magnetiske materialer, såsom jernoxider, er små nok - måske et par milliontedele af en millimeter på tværs, mindre end de fleste vira - de har en usædvanlig egenskab:deres magnetisering vender tilfældigt, når temperaturen ændres.

Ved at anvende et magnetfelt på disse krystaller, forskere kan gøre dem næsten lige så stærkt magnetiske som almindelige køleskabsmagneter. Det kan virke underligt, men dette er den stærkeste type magnetisme, man kender. Dette fænomen kaldes superparamagnetisme.

I teorien, superparamagnetiske partikler kunne være ideelle til levering af lægemidler, da de kan ledes til en tumor simpelthen ved hjælp af et magnetfelt. Deres lille størrelse, imidlertid, har gjort dem svære at guide præcist - indtil nu.

"De største superparamagnetiske materialer, som vi har været i stand til at lave før nu, var klynger af nanokrystaller, der tilsammen var omkring tusind gange mindre end disse, "kommenterede Dr. Chen." Disse større krystaller er lettere at kontrollere ved hjælp af eksterne magnetfelter, og de vil ikke aggregeres, når disse felter fjernes, hvilket vil gøre dem meget mere nyttige i praktiske applikationer, herunder levering af medicin. "

Chen og Ma forklarede, at den høje temperatur og det tryk, under hvilket krystallerne dannes, fik små meteoritlignende 'mikropartikler' af magnetit til at flygte fra deres overflade. Dette forårsagede det usædvanlige pock-markerede udseende af krystaloverfladerne og inducerede en høj grad af stress og belastning i gitteret af de voksende krystaller.

Krystaller, der vokser under så høje belastninger og belastninger, dannes med uregelmæssigheder og defekter i deres krystalgitter, og det er disse uregelmæssigheder, der er ansvarlige for de usædvanlige magnetiske egenskaber ved Chens krystaller.

Magnetitkrystaller af en lignende størrelse, der dyrkes ved en lavere temperatur og under normalt tryk, er kun meget svagt magnetiske.

Denne metode til fremstilling af større superparamagnetiske krystaller baner vejen for udviklingen af ​​superparamagnetiske bulkmaterialer, der pålideligt kan styres af moderate eksterne magnetiske kræfter, revolutionere lægemiddeltilførsel til tumorer og andre steder i kroppen, der skal målrettes præcist.

Og dette er kun begyndelsen. Chens krystaller kan, for eksempel, være nyttig i de mange ingeniørprojekter, der har brug for "smarte væsker", der ændrer deres egenskaber, når der påføres et magnetfelt. Disse kan allerede bruges til at lave affjedringssystemer til biler, der automatisk justeres, når vejforholdene ændres, øget komfort og sikkerhed, og at bygge mere komfortable og realistiske protetiske lemmer.

Nu hvor superparamagnetisme ikke længere er begrænset til små partikler, der er vanskelige at håndtere, forskere kan begynde at undersøge, på hvilke måder dette kan bidrage til at forbedre vores liv.