Forscher finden einfache Möglichkeit zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanopartikeln, die tragen können Medikamente zur gezielten Gewebe

Forscher haben eine einfache Möglichkeit zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanopartikeln, die klein genug sind, um auszuweichen, die körpereigenen Immunsystems, Sie reflektieren das Licht in der nah-Infrarot-Bereich zur einfachen Erkennung und transportieren Nutzlasten von Medikamenten zur gezielten Gewebe.

Im Gegensatz zu anderen Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanopartikeln – die erfordern teure Ausrüstung und Reinigungsverfahren, die Tage in Anspruch nehmen kann – der neue Ansatz generiert die Partikel in ein paar Stunden, und verwendet nur eine Handvoll Zutaten, einschließlich gekaufte Melasse.

Die Forscher, geführt durch Universität von Illinois Bioingenieurwesen Professoren Dipanjan Pan und Rohit Bhargava, berichten über Ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Klein.

„Wenn Sie eine Mikrowelle und Honig oder Melasse, können Sie ziemlich viel machen, diese Teilchen zu Hause“, meinte Pan. „Sie mischen Sie zusammen und Kochen es für ein paar Minuten, und Sie bekommen etwas, das aussieht wie char, aber das ist-Nanopartikel mit hoher Lumineszenz. Dies ist eines der einfachsten Systeme, die wir denken können. Es ist sicher und hoch skalierbar für den möglichen klinischen Einsatz.“

Diese „next-generation“ – carbon-Kugeln haben mehrere attraktive Eigenschaften, die Forscher gefunden. Sie natürlich streuen das Licht in einer Weise, die macht Sie leicht zu unterscheiden von menschlichen Geweben, wodurch die Notwendigkeit für zusätzlichen Farbstoffen oder fluoreszierenden Molekülen zu helfen, erkennt Sie in dem Körper.

Die mit Nanopartikeln beschichtet sind, mit Polymeren, die Feinabstimmung Ihrer optischen Eigenschaften und der Geschwindigkeit des Abbaus im Körper. Die Polymere können geladen werden mit Medikamenten, die allmählich freigesetzt.

Die Nanopartikel können auch aus ganz kleinen, weniger als acht Nanometern Durchmesser (ein menschliches Haar ist 80.000 bis 100.000 Nanometer dick).

„Unser Immunsystem nicht erkennen, alles unter 10 Nanometern“, meinte Pan. „Also, diese kleinen Partikel sind so eine Art getarnt, würde ich sagen; Sie verstecken sich vor dem menschlichen Immunsystem.“

Das team testete, das therapeutische Potenzial der Nanopartikel, indem Sie Sie laden mit einer anti-Melanom-Medikament und mischen Sie Sie in eine topische Lösung, die angewendet wurde, um Schwein-Haut.

Bhargava ‚ s Labor verwendet Schwingungs-spektroskopische Methoden zur Identifizierung der molekularen Struktur der Nanopartikel und Ihrer Ladung.

„Raman-und Infrarot-Spektroskopie sind die beiden Werkzeuge, die man verwendet, um zu sehen, molekulare Struktur,“ sagte Bhargava. „Wir denken, dass wir beschichtet diese Teilchen mit einer spezifischen polymer und mit spezifischen drug-laden – aber haben wir wirklich? Wir verwenden Spektroskopie zu bestätigen, die Formulierung sowie die Visualisierung der Lieferung der Partikel-und Medikamenten-Moleküle.“

Das team fand heraus, dass die Nanopartikel nicht frei, das Medikament Nutzlast bei Raumtemperatur, aber bei Körpertemperatur begann zu release die anti-Krebs-Medikament. Die Forscher auch festgestellt, welche aktuellen Anwendungen in die Haut, um eine gewünschte Tiefe.

In weiteren Experimenten fanden die Forscher, die Sie verändern könnten, ist die infusion von Partikeln in Melanom-Zellen durch die Anpassung der polymer-Beschichtungen. Bildgebung bestätigt, dass die infundierten Zellen begann zu schwellen, ein Zeichen der bevorstehenden Zelltod.

„Dies ist eine vielseitige Plattform zum tragen einer Vielzahl von Medikamenten – für Melanome, die für andere Arten von Krebs und anderen Krankheiten,“ sagte Bhargava. „Sie können bestreichen Sie ihn mit verschiedenen Polymeren zu geben, es eine andere optische Reaktion. Sie können laden Sie es mit zwei Drogen, oder drei, oder vier, so dass Sie tun können multidrug-Therapie mit dem gleichen Teilchen.“

„Durch die Verwendung von definierten Oberflächen-Chemie, wir können ändern Sie die Eigenschaften dieser Teilchen“, meinte Pan. „Wir können Sie Leuchten bei einer bestimmten Wellenlänge und wir können auch optimieren Sie Sie zur Freigabe der Drogen in Anwesenheit der zellulären Umgebung. Das ist, glaube ich, die Schönheit der Arbeit.“

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