Fremskridt inden for nanomedicin viser potentiale for personligt tilpasset behandlingspunkt
Stefan Wilhelm, lektor ved Stephenson School of Biomedical Engineering ved University of Oklahoma, og flere studerende i hans Biomedical Nano-Engineering Lab har for nylig offentliggjort en artikel i tidsskriftet Nano Letters der skitserer deres seneste vigtige nanomedicinske fremskridt.
Gruppen undersøgte, hvordan man kan skabe værktøjer, der producerer nanomedicin, såsom vaccineformuleringer, direkte på plejestedet. Derved ville de omfattende centraliserede faciliteter, skibsfartsudfordringer og ekstreme køleopbevaringsudfordringer, som COVID-19-pandemien stod over for, ikke længere begrænse vaccinedistributionen.
Wilhelm brugte sammen med studerende forskere som Hamilton Young, en senior biomedicinsk ingeniørstuderende, og Yuxin He, en biomedicinsk ingeniør kandidat forskningsassistent, 3D-printerdele til at blande væskestrømme sammen indeholdende byggestenene i nanomedicin og deres nyttelast i en T-mixer format.
"Denne blandeanordning er i det væsentlige et T-formet stykke rør, der tvinger to væskestrømme til at strømme ind i hinanden, og blander nanomateriale og nyttelastkomponenter sammen. Når det er blandet, vil det endelige produkt komme ud gennem den anden ende," sagde Wilhelm. "Dette blandingskoncept bruges i industrielle processer, så vi spekulerede på, om vi kunne gøre disse enheder så omkostningseffektive som muligt."
Holdet opdagede en publikation fra en europæisk forskergruppe, der viste, at kommercielt tilgængelige 3D-printere kunne samles igen til sprøjtepumper, der er nødvendige for at skubbe væskerne gennem T-mixerenheden. Da de var bygget, forsøgte de at producere nanomedicin med deres 3D-byggede T-mixer.
"Vi fokuserede på formuleringer, der bruges i klinikken, såsom mRNA-lipidnanopartikler, liposomer og polymere nanopartikler. Et af de molekyler, vi brugte, blev udviklet af en samarbejdspartner ved OU Health Sciences for at begrænse prostatacancercellevækst," sagde Wilhelm . "Vi indkapslede dette molekyle i vores nanomedicinske formuleringer og viste, at det faktisk stopper disse prostatacancerceller i at vokse."
Baseret på dette eksempel har holdets forskning potentielt brede implikationer for nye kræftterapier og vacciner mod infektionssygdomme, da mRNA-teknologi allerede bliver brugt i kliniske forsøg med personlige kræftvacciner.
"Al denne mRNA-teknologi er afhængig af nanoteknologi. mRNA-molekyler nedbrydes for hurtigt i kroppen til at være effektive uden at indkapsle dem i nanopartikler," sagde Wilhelm. "Denne proces kan åbne op for en lys fremtid for nanoteknologi i medicin og vil forhåbentlig forbedre sundhedsplejen betydeligt."
Wilhelm forudser også en fremtid, hvor lægekontorer og klinikker i landlige samfund med begrænsede ressourcer kan bruge denne teknologi til at skabe personlige vacciner. Hans arbejde med B4NANO, et partnerskab og opsøgende program med indianske stammer og samfund i Oklahoma, inspirerer til dette mål.
"Jeg kunne se en fremtidig situation, hvor en patient går ind på en læges kontor med en infektionssygdom — muligvis kræft. Efter en diagnose fra lægen fremstilles en vaccine på lægekontoret på en måde, der ligner en enkelt-servering kaffemaskine. virker - du sætter bare dine kapsler i, trykker på en knap og får en personlig vaccine til den patient," sagde Wilhelm. "Vores mål er at udvikle denne slags bord-enhed og derefter forhåbentlig finde industripartnere til at kommercialisere systemer som disse."
Et andet mål, Wilhelm har, er at træne den næste generation af biomedicinske ingeniører, som Young og He, til at løse udfordringer inden for sundhedsvæsenet.
"De udfordringer, vi står over for inden for biomedicinsk ingeniørarbejde, kræver, at vi har et mangfoldigt team, med folk, der kommer fra alle forskellige slags baggrunde. Alle bringer deres unikke perspektiv, unikke færdigheder ind," sagde Wilhelm. "Mit laboratorium lægger stor vægt på at arbejde med bachelorstuderende, selv gymnasieelever, og bygge bro fra bachelorstuderende til kandidatstuderende til postdocs. De lærer af hinanden og lærer at vejlede hinanden."
Flere oplysninger: Hamilton Young et al., Mod den skalerbare, hurtige, reproducerbare og omkostningseffektive syntese af personlig nanomedicin på plejepunktet, Nano Letters (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c04171
Journaloplysninger: Nanobreve
Leveret af University of Oklahoma
Varme artikler
-
Afsløring af nethinden:Graphene corneal kontaktlinse giver robust, irritationsfri topografisk elekt…Fig. 1 GRACE-enhedsfremstilling og karakterisering. -en Skematisk tegning af ERG-optagelse med GRACE-enheden. b Skematisk illustration af GRACE-fremstilling med G-kvarts og G-Cu. c Fotografier -
Nanoribbon-film holder glasset isfrit:Team forfiner afisningsfilm, der tillader radiofrekvenser at p…Dette scanningselektronmikroskopbillede viser netværket af ledende nanobånd i Rice Universitys højdensitetsgrafen nanobåndfilm. Kredit:A.O. Raji/Rice University Forskere fra Rice University, der s -
Sølv nanotråde demonstrerer en uventet selvhelbredende mekanismeMed sin høje elektriske ledningsevne og optiske gennemsigtighed, indiumtinoxid er et af de mest udbredte materialer til berøringsskærme, plasmaskærme, og fleksibel elektronik. Men dens hurtigt eskaler -
Højentropi nanopartikler lover for katalytiske applikationerKredit:CC0 Public Domain Legering er et magisk trick, der bruges til at fremstille nye materialer ved synergistisk at blande mindst to metalliske elementer for at danne en solid opløsning. Den sen
- Rige nationer overdriver klimafinansiering enormt:undersøgelse
- Stephen Hawking:Mester i multiverset
- Nyt værktøj sammenligner omkostninger og fordele ved alternative brændstoffer og køretøjsteknol…
- Forskere knækker Newtons undvigende tre-kropsproblem
- Tredje trin øger solcellens ydeevne
- Kunstige atomer skaber stabile qubits til kvanteberegning