Microneedle, quantum dot undersøgelse åbner døren til nye kliniske kræftværktøjer

Forskere fra North Carolina State University har udviklet ekstremt små mikronålåbninger, der kan bruges til at levere medicinsk relevante nanoskala -farvestoffer kaldet kvantepunkter i huden - et fremskridt, der åbner døren til nye teknikker til diagnosticering og behandling af forskellige medicinske tilstande, herunder hudkræft.

"Vi var i stand til at fremstille hule, plastikmikronåle ved hjælp af en laserbaseret hurtig prototyping-tilgang, " siger Dr. Roger Narayan, en af ​​de førende forskere, "og fandt ud af, at vi kunne levere en løsning indeholdende kvanteprikker ved hjælp af disse mikronåle." Mikronåle er meget små nåle, hvor mindst én dimension - såsom længde - er mindre end en millimeter. Narayan er professor i den fælles afdeling for biomedicinsk ingeniørvidenskab ved NC State's College of Engineering og University of North Carolina i Chapel Hill.

"Motivationen for undersøgelsen var at se, om vi kunne bruge mikronåle til at levere kvanteprikker ind i huden, " Narayan siger. "Vores resultater er væsentlige, delvis, fordi denne teknologi potentielt vil gøre det muligt for forskere at levere kvanteprikker, suspenderet i opløsning, til dybere hudlag. Det kunne være nyttigt til diagnosticering og behandling af hudkræft, blandt andre forhold." Kvanteprikker er krystaller i nanoskala med unikke egenskaber med hensyn til lysemission. De lover som et værktøj til medicinsk diagnose.

Forskerne skabte plastikmikronålene og testede dem ved hjælp af grisehud, som har egenskaber, der ligner menneskelig hud. Ved at bruge en vandbaseret opløsning indeholdende kvanteprikker, forskerne var i stand til at fange billeder af kvanteprikkerne, der trængte ind i huden ved hjælp af multifotonmikroskopi. Disse billeder viser den mekanisme, hvorved kvanteprikkerne trænger ind i hudlagene, giver forskerne mulighed for at verificere effektiviteten af ​​mikronålene som en leveringsmekanisme til kvanteprikker.

Billedmetoden brugt i denne undersøgelse, multifotonmikroskopi, kan have kliniske anvendelser til realtidsbillede af farvestoffer - såsom kvantepunkter - i huden. Dette kan bidrage til hurtigere diagnosticering af kræft eller andre medicinske problemer.

Undersøgelsen er også vigtig, fordi den viser, at en laserbaseret hurtig prototyping-tilgang giver mulighed for at skabe mikronåle af varierende længder og former. Dette vil give læger mulighed for at skabe mikronåle, der er tilpasset til behandling af en specifik tilstand.

Specifikt, mikronålene blev skabt ved hjælp af to-foton polymerisation, en tilgang udviklet af NC State og Laser Zentrum Hannover til brug i medicinsk udstyrsapplikationer. To-foton polymerisation gjorde det muligt for forskerne at skabe hule, plastikmikronåle med specifikke designegenskaber. "Vores brug af denne fremstillingsteknologi fremhæver dens potentiale for andre småskala applikationer til medicinsk udstyr, " siger Narayan.