Skæring af nanopartikler ned til størrelse

En ny teknik i kemi kan bane vejen for at producere ensartede nanopartikler til brug i lægemiddelleveringssystemer.

Forskere har i flere årtier undersøgt, hvordan man kan udnytte nanopartikler bedre i medicin. Betydeligt mindre end en gennemsnitlig celle, nanopartikler ligner proteiner mere i størrelse. Dette gør dem gode til at interagere med biomolekyler og transportere lægemiddelmolekyler knyttet til deres overflade gennem cellemembraner.

Til dato, imidlertid, kun en håndfuld nanopartikel-baserede lægemidler er lykkedes at nå frem til klinikken. Dette er på grund af udfordringerne med at kontrollere størrelsen og formen af ​​nanopartikler - og fuldt ud forstå, hvordan disse variabler påvirker den måde, partiklerne opfører sig på i kroppen.

I en ny undersøgelse, udgivet i Naturkommunikation , forskere fra University of Birmingham og University of Bath har demonstreret en teknik, der vil gøre det muligt for kemikere at kontrollere størrelsen og formen af ​​nanopartikler nærmere.

Dr. Tom Wilks, ved University of Birminghams School of Chemistry, er en af ​​hovedforfatterne til undersøgelsen. Han forklarer:"Hvis du ændrer formen på en nanopartikel fra, for eksempel, en sfærisk til en cylindrisk form, andre har vist, at dette kan have en dramatisk effekt på, hvordan det interagerer med celler i kroppen, og hvordan det fordeles gennem kroppen. Ved at være i stand til at kontrollere størrelsen og formen, vi kan begynde at designe og teste nanopartikler, der er nøjagtigt egnede til en tilsigtet funktion."

I øjeblikket, For at producere forskelligt formede nanopartikler til lægemiddellevering skal forskere udvikle en skræddersyet kemisk syntese til hver, hvilket kan være besværligt, tidskrævende og dyr proces.

Teknikken udviklet af Birmingham-forskerne tilbyder en vildledende enkel måde at strømline denne proces på. Holdet startede med en base nanopartikel, lavet af en polymer, og tilsat en anden polymer i opløsning. Polymererne er designet, så de ønsker at binde til hinanden, så den anden polymer bliver drevet ind i kernen af ​​nanopartiklerne, tvinger den til at udvide sig. Den nøjagtige størrelse og form af nanopartiklerne bestemmes derefter blot af, hvor meget af den anden polymer, der tilsættes.

"Den præcise måde, som disse polymerer blev designet på, og den kontrol, vi har over, hvor meget af den anden polymer, der tilsættes, betyder, at vi nøjagtigt kan forudsige nanopartiklernes form, og har en høj grad af kontrol over dens størrelse, " forklarer Dr. Wilks.

Holdet mener, at processen også kan reproduceres med andre polymerer, hvilket betyder, at processen kan tilpasses til et hvilket som helst antal applikationer, der involverer nanopartikler, fra fotonik til brændselsceller.

"Dette er et vigtigt første skridt i at være i stand til effektivt at udnytte nanopartikler til en lang række applikationer, men der er stadig mange spørgsmål at besvare, " siger Dr. Wilks. "F.eks. inden for lægemiddellevering, vi har brug for at vide meget mere om, hvad der ville ske, når lægemiddelmolekyler introduceres til vores nanopartikler, samt hvordan størrelsen og formen af ​​nanopartiklerne kan optimeres til forskellige anvendelser."