Undersøgelse magnetiserer kulstofnanopartikler til kræftbehandling

(PhysOrg.com) - Et team af forskere fra University of Texas i Arlington har udviklet en metode, der bruger magnetiske kulstofnanopartikler til at målrette og ødelægge kræftceller gennem laserterapi - en behandling, som de mener kunne være effektiv i tilfælde af hud- og andre kræftformer uden skader omkringliggende sunde celler.

Et papir om arbejdet af Ali R. Koymen, professor i fysik, og Samarendra Mohanty, adjunkt i fysik, blev offentliggjort i januars udgave af Journal of Biomedical Optics .

Ling Gu og Vijayalakshmi Vardarajan, to postdoktorale forskere i Mohantys laboratorium, var medforfattere på papiret "Magnetisk felt-assisteret fototermisk terapi af kræftceller ved hjælp af Fe-dopede kulstof-nanopartikler."

"Fordi disse nanopartikler er magnetiske, vi kan bruge et eksternt magnetfelt til at fokusere dem på kræftcellerne. Derefter, vi bruger en laveffektlaser til at opvarme dem og ødelægge cellerne nedenunder, " sagde Koymen. "Da kun kulstofnanopartiklerne er påvirket af laseren, metoden efterlader det sunde væv uskadt, og det er ikke-giftigt."

Koymen, Mohanty og R.P. Chaudhary, en studerende på UT Arlington College of Engineering, udviklet en måde at skabe nanopartikler ved hjælp af en elektrisk plasmaudladning inde i en benzenopløsning. Et papir om denne opdagelse blev offentliggjort i december i Journal of Nanoscience and Nanotechnology.

Kulstofnanopartikler produceret til kræftundersøgelsen varierede fra fem til 10 nanometer brede. Et menneskehår er omkring 100, 000 nanometer bred.

Mohanty sagde, at kulstofnanopartiklerne kan belægges for at få dem til at binde sig til kræftceller, når de er placeret i et organ af magnetfeltet. Han sagde, at den nye metode har flere fordele i forhold til den nuværende teknologi og kunne administreres ved hjælp af fiberoptik inde i kroppen.

"Ved at bruge magnetfeltet, vi kan sikre, at kulstof-nanonpartiklerne ikke udskilles, før den nær-infrarøde laserbestråling er afsluttet. De er også krystallinske og mindre end kulstofnanorør, hvilket giver mindre celletoksicitet, " han sagde.

De magnetiske kulstofnanopartikler er også fluorescerende. Så de kan bruges til at øge kontrasten mellem optisk billeddannelse af tumorer sammen med kontrasten fra MR, sagde Mohanty.

Mohanty sagde, at laboratorietests også viste, at kulstofnanopartiklerne og en cw (kontinuerlig bølge) nær-infrarød laserstråle kunne bruges til at sætte et hul i cellen, afsløre en anden potentiel medicinsk anvendelse.

"Uden at dræbe cellen kan vi varme den en lille smule op og levere lægemidler og gener til cellen ved hjælp af laveffekt cw nær-infrarød laserstråle. Dette er en yderligere vigtig nyhed i vores fototermiske tilgang med kulstofnanopartikler, " han sagde.