(PhysOrg.com) -- Onderzoekers van Purdue University hebben een nieuwe aanpak ontdekt voor het repareren van beschadigde zenuwvezels bij ruggenmergletsels met behulp van nanobolletjes die kort na een ongeval in het bloed kunnen worden geïnjecteerd.

De synthetische "copolymeermicellen" zijn bolletjes voor medicijnafgifte met een diameter van ongeveer 60 nanometer, of ongeveer 100 keer kleiner dan de diameter van een rode bloedcel.

Onderzoekers hebben onderzocht hoe ze medicijnen kunnen leveren voor de behandeling van kanker en andere therapieën met behulp van deze sferen. Medicijnen kunnen in de kernen worden bewaard en naar ziek of beschadigd weefsel worden overgebracht.

Purdue-onderzoekers hebben nu aangetoond dat de micellen zelf beschadigde axonen repareren, vezels die elektrische impulsen in het ruggenmerg doorgeven.

"Dat was een zeer verrassende ontdekking, " zei Ji-Xin Cheng, een universitair hoofddocent aan de Weldon School of Biomedical Engineering en de afdeling Chemie. "Micellen worden al 30 jaar gebruikt als transportmiddelen voor medicijnen in onderzoek, maar niemand heeft ze ooit rechtstreeks als medicijn gebruikt."

De bevindingen worden gedetailleerd beschreven in een onderzoekspaper die op zondag (8 november) in het tijdschrift verschijnt Natuur Nanotechnologie .

Een cruciaal kenmerk van micellen is dat ze twee soorten polymeren combineren, de ene is hydrofoob en de andere hydrofiel, wat betekent dat ze niet kunnen of kunnen mengen met water. De hydrofobe kern kan worden geladen met medicijnen om ziekten te behandelen.

De micellen kunnen worden gebruikt in plaats van meer conventionele "membraanafdichtingsmiddelen, " inclusief polyethyleenglycol, die de buitenste schil van de micellen vormt. Vanwege de nanoschaalgrootte en de polyethyleenglycolschil van de micellen, ze worden niet snel gefilterd door de nier of opgevangen door de lever, waardoor ze lang genoeg in de bloedbaan kunnen blijven om naar beschadigde weefsels te circuleren.

In onderzoek onder leiding van promovendus biomedische technologie Yunzhou Shi, de micellen bleken ook niet-toxisch te zijn bij de vereiste concentraties.

"Met de micellen, je hebt maar ongeveer 1/100 nodig, 000ste de concentratie van gewone polyethyleenglycol, ' zei Chen.

Lopend onderzoek bij Purdue heeft de voordelen van polyethyleenglycol aangetoond, of PEG, om dieren met ruggenmergletsel te behandelen. Het werk staat onder leiding van Richard Borgens, directeur van het Center for Paralysis Research en de Mari Hulman George hoogleraar neurologie aan de School of Veterinary Medicine.

Bevindingen hebben aangetoond dat PEG zich specifiek richt op beschadigde cellen en het gewonde gebied afdicht, verdere schade te beperken. Het helpt ook de celfunctie te herstellen.

De nieuwe bevindingen werden mogelijk gemaakt door het interdisciplinaire karakter van het werk, waarbij Borgens en andere Purdue-onderzoekers betrokken zijn, zei Chen. De samenwerking omvatte Borgens; Riyi Shi, een universitair hoofddocent biomedische technologie en medische basiswetenschappen; en Kinampark, Showalter Distinguished Professor of Biomedical Engineering en een professor in de farmacie.

Bevindingen toonden aan dat kernen gemaakt van bepaalde materialen beter werken dan andere bij het herstellen van de functie van beschadigde axonen, die slanke uitlopers zijn van zenuwcellen.

Het onderzoek toonde ook aan dat zonder de micellenbehandeling ongeveer 18 procent van de axonen herstelt in een segment van beschadigd ruggenmerg dat is getest in een "dubbele sucrose-spleetopnamekamer". De behandeling met micellen verhoogde het herstel van de axonen tot ongeveer 60 procent. De onderzoekers gebruikten de kamer om te bestuderen hoe goed micellen beschadigde zenuwcellen repareerden door de "samengestelde actiepotentiaal, " of het vermogen van een ruggenmerg om signalen door te geven.

Het experiment bootst na wat er gebeurt tijdens een traumatisch dwarslaesie. Bevindingen toonden aan dat micellen kunnen worden gebruikt om axonmembranen te repareren die zijn beschadigd door compressieverwondingen, een veelvoorkomend type ruggengraatletsel.

De onderzoekers volgden ook geverfde micellen bij ratten, wat aantoont dat de nanodeeltjes met succes zijn afgeleverd op plaatsen van letsel. Bevindingen toonden ook aan dat met micellen behandelde dieren de gecoördineerde controle van alle vier de ledematen herstelden, terwijl dieren die met conventioneel polyethyleenglycol waren behandeld, dat niet deden.

Bron:Purdue University (nieuws:web)