Ny metode bruger lette og guld nanopartikler til meget målrettede, ikke-invasiv medicinlevering

I løbet af det sidste århundrede, der er sket forbløffende fremskridt inden for lægevidenskaben, fører til udvikling af effektive, effektiv medicin til behandling af kræft og en lang række andre sygdomme. Men den tilfældige spredning af lægemidler i hele kroppen sænker ofte deres effektivitet og, værre endnu, skader sundt væv. Et godt eksempel på dette er brugen af ​​kemoterapimedicin, som arbejder for at blokere celledeling, forårsager hårtab og tarmproblemer hos kræftpatienter (hårvækst og affaldseliminering afhænger begge af hurtig celleomsætning).

Dette har ført til en global indsats for at udvikle smartere systemer til lægemiddellevering, der mere effektivt vil målrette den specifikke del af kroppen, der er ramt af kræft, omgå sundt væv. Et nyligt nummer af ACS anvendte materialer og grænseflader præsenterer banebrydende arbejde på området ved Technion Fakultet for Bioteknologi og Fødevareteknik.

Doktorgradskandidat Alona Shagan og adjunkt Boaz Mizrahi har udviklet en teknologi, der gør det muligt kun at afgive og frigive lægemidler til det syge væv, som lægemidlet er rettet mod. Den nye metode bruger en unik polymerbelægning, der indeholder guldpartikler i nanoskala, ud over selve stoffet. Lægemidlet frigives kun, når et lys skinner på guldpartiklerne, hvilket får den polymere belægning til at smelte.

"Foto-udløste materialer spiller en afgørende rolle i en række biomedicinske anvendelser, " sagde Shagan. "Men på trods af dette enorme potentiale, disse materialer bruges sjældent på grund af toksiner i selve polymerbelægningen, og skader forårsaget af højenergi (kortbølget) lys."

Forskerne designet den enestående leveringsmetode til at frigive under langbølget lys (Near-Infrared, NIR). Lyset varmer guld nanoskaller, smeltning af polymeremballagen, og frigive stoffet. Den primære fordel ved NIR-lys er dets evne til at trænge ind i kropsvæv uden at skade dem.

"Vi har udviklet et materiale med varierende smeltepunkter, giver os mulighed for at kontrollere det ved hjælp af lave intensiteter, " forklarer prof. Mizrahi. "Vores system er sammensat af FDA-godkendte materialer, og vi er relativt tæt på klinisk anvendelse."

Forskerne mener, at denne nye teknologi kan bruges til en række andre applikationer, såsom tætning af indre og ydre skader, midlertidig tilbageholdelse af væv under operationen, eller som biologisk nedbrydelige stilladser til dyrkning af transplantationsorganer. Det kan endda være muligt at bruge polymeren som en del af selvhelbredelsesprocessen, giver det en bred vifte af både medicinske og ikke-medicinske anvendelser.

"Denne artikel fokuserer på konceptet og materialet:hvordan vi kan designe materialet til at opfylde disse særlige fysiske og mekaniske krav, " siger prof. Mizrahi. "Det næste trin vil omfatte at skabe partikler, der inkluderer stofferne, så vi kan teste deres forbedrede effektivitet ved hjælp af denne leveringsteknologi. Det vil vi diskutere i en kommende artikel."