Organiske nanopartikler, mere dødelig for tumorer

Strålebehandling, der anvendes i kræftbehandling, er en lovende behandlingsmetode, omend ret vilkårlig. Ja, det påvirker både nærliggende sunde væv og tumorer. Forskere har således undersøgt mulighederne for at bruge forskellige radiosensibilisatorer; disse enheder i nanoskala fokuserer de destruktive virkninger af strålebehandling mere specifikt på tumorceller.

I en undersøgelse offentliggjort i EPJ D , fysikere har nu vist, at produktionen af ​​lavenergi-elektroner ved hjælp af radiosensibilisatorer fremstillet af carbon-nanostrukturer afhænger af en vigtig fysisk mekanisme, der kaldes plasmoner-kollektive excitationer af såkaldte valenselektroner; et fænomen, der allerede er dokumenteret i sjældne metalsensibilisatorer. Denne undersøgelse blev udført af Alexey Verkhovtsev, tilknyttet MBN Research Center i Frankfurt, Tyskland og A.F. Ioffe Fysisk-Tekniske Institut i Skt. Petersborg, Rusland og et internationalt hold.

Nanopartikel-radiosensibilisatorer er forbindelser på nanoskala, typisk sammensat af sjældne metaller såsom belagt guld, platin, eller gadolinium. Alternative sensibilisatorer kunne være lavet af kulstofbaserede nanostrukturer, såsom fullerener eller nanorør, forudsat at de er biokompatible og ikke-toksiske. Tidligere undersøgelser har afsløret, at guld- og platinnanopartikler producerer et stort antal elektroner via plasmonexcitationsmekanismen. I tilfælde af en kulstofnanopartikel, dette fænomen giver elektroner med højere energi end rene metaller, hvilket medfører større biologiske skader.

I dette studie, forfatterne analyserede spektrene af sekundære elektroner udsendt fra en carbon nanopartikel sammensat af fullerit, en krystallinsk form af C60 fulleren, bestrålet af en ionstråle bestående af hurtige protoner. De kvantificerede elektronudbyttet i et bredt kinetisk energiområde, ved hjælp af flere forskellige teoretiske og numeriske tilgange. De fandt ud af, at et medium med en indlejret kulstofnanopartikel resulterer i et antal lavenergielektroner, der er flere gange højere end dem, der udsendes af rent vand. Dette kan føre til udviklingen af ​​nye typer sensibilisatorer sammensat af metalliske og kulstofbaserede dele.