Gennembrud i syntetisering af biomedicinsk relevante nanopartikler

Nanopartikelforskning er enorm. Det er, undersøgelse af nanopartikler, meget små objekter, der fungerer som en enhed med specifikke egenskaber, er et meget populært studieområde. Med implikationer på mange videnskabelige veje, fra biomedicin til laserforskning, studiet af, hvordan man skaber nanopartikler med ønskelige egenskaber, bliver stadig vigtigere. Maria Benelmekki og forskere i Mukhles Sowwans Nanoparticles by Design Unit fik for nylig et gennembrud i syntetiseringen af ​​biomedicinsk relevante nanopartikler. De offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Nanoskala .

Nanopartikler kan bruges i medicin til billeddannelse under diagnose og behandling. Andre anvendelser omfatter målrettet lægemiddellevering og sårheling. Imidlertid, at skabe nanopartikler til brug i biomedicin giver mange udfordringer. I øjeblikket, nanopartikler fremstilles primært ved hjælp af kemikalier, hvilket er et problem, når du bruger dem til medicinske formål, fordi disse kemikalier kan være skadelige for patienten. Yderligere spørgsmål er, at fremstillingsprocessen tager flere trin, størrelsen af ​​partiklerne er vanskelig at kontrollere, og partiklerne kan kun overleve ved opbevaring i en relativt kort tid. Benelmekki og kolleger har skabt biokompatible ternære nanopartikler, hvilket betyder, at de består af 3 dele, der hver udviser en nyttig egenskab, og har gjort det uden brug af kemikalier. Den nye metode giver mulighed for let manipulation af partiklernes størrelse for at skræddersy dem til en række forskellige anvendelser alt i et trin. Forskerne har også udviklet en metode, der giver bedre stabilitet til længere opbevaring.

Nanopartiklerne i undersøgelsen er lavet af en kerne af jern og sølv. Disse to elementer præger dem med to vigtige egenskaber; de er magnetiske og kan afbildes. Jernet gør dem magnetiske, tillader forskere at flytte dem rundt. Sølvet er fremragende til billeddannelse, fordi excitation af sølv skaber et større detektionssignal end selve partiklen, hvilket betyder, at den kan ses med konventionel mikroskopi eller medicinsk billeddannelsesudstyr på trods af dens lille størrelse. Den tredje del af nanopartiklerne er en siliciumskal, som omgiver jern-sølvkernen. Silicium er biokompatibelt, hvilket betyder, at det kan gå ind i en patient uden at skabe komplikationer, den forhindrer kernen i at blive nedbrudt, og den kan let manipuleres til brug i en række forskellige biomedicinske applikationer. Derudover nanopartiklerne har også superparamagnetisk adfærd, hvilket betyder, at de kun er magnetiske, når der anvendes et magnetfelt, så deres magnetiske egenskab er inducerbar.

Evnen til let at skabe stabil, tilpassede nanopartikler med flere funktioner, uden brug af kemikalier, i et trin, er et spændende gennembrud. Alt dette arbejde var muligt på grund af den omfattende ekspertise fra enhedens medlemmer inden for materialevidenskab, og deres evner til at arbejde i et tværfagligt miljø. Konsekvenserne af arbejdet er potentielt store. Benelmekki siger, "De ternære nanopartikler kan bruges i forskellige applikationer, såsom et kontrastmiddel i MR, biomagnetiske sensorer, hypertermi til kræftbehandling og magnetisk målrettet levering og transfektion. "Måske næste gang du går ind til medicinsk billeddannelse eller behandling, nanopartikler designet her på OIST vil være en del af behandlingen.