Nano-nåle kan tvinge medicin ind i celler, selv når de modsætter sig at tage det

Fysiker Pawel Sikorski og hans gruppe er ved at lave senge af negle i miniatureskala - en plade dækket af nano-nåle designet til at punktere individuelle celler.

Det lyder lidt smertefuldt, men ingen af ​​disse nåle vil gå direkte ind i din krop, fordi testpersonerne er celler under mikroskopet. Sikorski arbejder på at udvikle avancerede værktøjer til forskere, der forsøger at forstå, hvad der foregår inde i kroppens celler.

"Disse nano-nåle vil gøre medicinsk forskning mere effektiv, " han siger.

Celler sluger medicin

En måde at forstå, hvordan forskellige molekyler påvirker cellens funktion, er at levere molekylerne direkte ind i cellerne og studere effekten. Traditionelt, forskning er dette felt udføres ved først at placere (printe) mange forskellige stoffer på et glas eller en anden overflade for at studere deres effekt på de interesserede celler.

Stofferne kan være et potentielt kræftlægemiddel, der virker ved at påvirke cellens genetiske materiale, eller et molekyle, der vil slukke for et bestemt gen inde i cellen. Forskerne dyrker derefter celler oven på den potentielle medicin. Nogle af cellerne vil absorbere medicinen, og forskerne kan overvåge ændringer i cellerne forårsaget af de forskellige lægemidler. Men i mange tilfælde virker denne metode ikke særlig godt, fordi nogle af cellerne ikke vil tage deres medicin.

"Med den nye metode, vi vedhæfter molekyler af det lægemiddel, der testes, til spidserne af nano-nålene, og derefter injicere det på samme måde som du ville gøre med en almindelig medicinsk sprøjte, ”siger Sikorski.

Grått græs og smarte celler

Forskerne skaber nano-nålene i en lille keramisk ovn. Der går noget ind, der ligner aluminiumsfolie med en lille brændt plet på (som faktisk er et tyndt stykke kobber), og to timer senere ved 500 grader, kobberet reagerer med ilt i varmen, skabe kobberoxid.

Det endelige produkt ligner gråt græs under mikroskopet, men græsset er faktisk nano-nålene. Næste skridt er at lægge noget, der ligner talg, på nålene, så de kan fjernes fra kobberpladen. Glas limes til bunden, så alt er gennemsigtigt. Det færdige produkt ligner en lille, rund seng af negle. Forskere kan nu sætte celler oven på nano-nålene, og se om testmedicin kan injiceres i celler.

Men nogle celler forsøger at narre videnskabsmænd. Mens nogle celler let spiddes på nano-nålene, andre indkapsler nålene og vokser omkring dem.

"Vi arbejder i øjeblikket på at finde de rigtige metoder til at indsætte nålene, for at sikre, at alle celler er spiddet, " siger Sikorski.

Ingen andre i Norge laver nano-nåle som disse. NTNU-forskerne er også den første gruppe i verden til at udvikle en jævn, kobberoverflade i større størrelse med nano-nåle.