Biokompatible guld nanopartikler vil fremskynde individuel kræftdiagnose og behandling

En international gruppe af forskere fra NUST MISIS og Clemson University (Clemson, U.S.) har foreslået en ny metode til fremstilling af guldnanopartikler baseret på syntese under påvirkning af ultraviolet stråling. Metoden udelukker brugen af ​​aggressive kemiske midler, og de opnåede nanopartikler er sikre for kroppen og kan bruges til diagnosticering og behandling af kræft. Resultaterne er offentliggjort i det internationale videnskabelige tidsskrift Biomaterialevidenskab .

Kræft er fortsat en af ​​de mest almindelige dødsårsager i verden. Derfor, forskere holder ikke op med at lede efter måder at diagnosticere og behandle kræft på, inklusive dem, der er forbundet med brugen af ​​mere og mere populære nanoteknologier i dag.

Guld nanopartikler bruges i katalyseprocessen, inden for elektronik, solceller, men de er af størst interesse for biomedicin. Deres vigtige fordel er en kombination af egenskaber, der er nødvendige for den såkaldte bioimaging, det er, en detaljeret diagnose af tumoren og efterfølgende behandling.

Guld nanopartikler er almindeligt anvendt som bioimaging agenter i computertomografi. Tumorterapi ved hjælp af guld nanopartikler kan udføres ved den såkaldte fototermiske terapi, når partiklerne først akkumuleres i tumoren og derefter opvarmes under påvirkning af et eksternt felt og ødelægger kræftceller.

Eksisterende metoder til fremstilling af guldnanopartikler kræver normalt brugen af ​​ret aggressive kemiske midler, som komplicerer deres videre anvendelse i biomedicin eller kræver flere syntesetrin, hvilket gør produktionen dyrere.

I deres arbejde, forskere fra NUST MISIS og Clemson University foreslår en ny "miljøvenlig" metode til fremstilling af guld nanopartikler, hvori HAuCl4 guldsalt blandes med en copolymer bestående af polymælkesyre-polyethylenglycol i nærværelse af polyvinylalkohol og en speciel Irgacure fotoinitiator. Ny teknologi eliminerer brugen af ​​aggressive stoffer og kemiske midler, der er giftige for en levende organisme.

"På trods af en lang og lidt skræmmende liste af komponenter, alle er meget biokompatible og bruges aktivt i biomedicin, sagde Roman Akasov, en forskningsassistent ved NUST MISIS Biomedical Nanomaterials Laboratory, en af ​​medforfatterne til dette værk. - Den resulterende blanding blandes under påvirkning af ultralyd, danner en dobbelt emulsion af vand-olie-vand. Så kan det bestråles med ultraviolet lys, som følge heraf dannes guldnanopartikler i opløsningen. I dette tilfælde, partiklerne er omgivet af en polymer, hvilket giver dem egenskaberne biokompatibilitet og stabilitet i vandige opløsninger. I dette tilfælde, emulsionen bliver fra hvidlig-transparent til rød, hvilket er en indikator for vellykket fotopolymerisering. Partikelstørrelsen i vores eksperimenter var omkring 100 nanometer, som er egnet til biomedicinske anvendelser, og partiklerne var ikke giftige for cellerne. "

I arbejdet, forfatterne var også i stand til at vise, at guld nanopartikler ophobes i cellens cytoplasma, både tumorgliom og immunceller - makrofager. Dette åbner mulighed for individuel diagnose og terapi af tumorer. I fremtiden, det er planlagt at modificere overfladen af ​​nanopartikler med specielle molekyler for at finde en tumor i kroppen. Imidlertid, forskere tilbyder en anden mulighed for at bruge deres metode - som en biokonstruktør.

De opnåede emulsioner kan indføres i cellen eller endda i kroppen, selv før fotopolymerisationstrinnet (processen med polymersyntese under påvirkning af lys) og syntetiseres til guldnanopartikler direkte i det undersøgte væv. I øvrigt, egenskaberne af de opnåede nanopartikler vil gøre det muligt at analysere funktionerne i det levende miljø, hvori de er placeret, som kan være et vigtigt redskab til at studere cellens biologi og de processer, der foregår i den.

I øjeblikket, gruppen fortsætter en række laboratorieforsøg som en del af den prækliniske fase af forskningen.