Beginnend met eenvoudige koolstofnanobuisjes, een team van onderzoekers uit het Verenigd Koninkrijk en Spanje heeft een met suiker omhulde nanocapsule ontwikkeld die grote doses radioactiviteit aan tumoren kan afgeven. De onderzoekers stellen zich de ontwikkeling voor van een reeks afgifteapparaten op nanoschaal die zich kunnen richten op specifieke organen in het lichaam voor bestralingstherapie of beeldvorming door te sleutelen aan de suikercoating op de nanocapsule.

Het onderzoeksteam werd geleid door Benjamin Davis van de Universiteit van Oxford, Kostas Kostarlos van de Universiteit van Londen, en , en Gerard Tobias van het Institut de Cičncia de Materials de Barcelona. De onderzoekers rapporteerden de resultaten van hun werk in het tijdschrift Natuur materialen.

Om hun geladen nanobuisjes te maken, de onderzoekers bereiden een mengsel van koolstofnanobuisjes en natriumjodide gemaakt van radioactief jodium-125 in een silica-ampul en verhitten het tot 900°C gedurende vier uur. Bij verhitting tot deze temperatuur, natriumjodide en andere metaalzouten vormen nanokristallen in de nanobuisjes. Terwijl de nanobuisjes afkoelen, hun uiteinden verzegelen zichzelf, de radioactieve nanokristallen veilig opsluiten in de koolstofcontainers. Na het wassen van de verzegelde buizen om eventuele zouten te verwijderen die niet zijn ingekapseld, de onderzoekers voeren vervolgens een milde chemische reactie uit die de eindkappen ongewijzigd laat terwijl ze chemische groepen toevoegen waaraan suikermoleculen kunnen hechten. In een laatste stap, de wetenschappers voegen een van de vele soorten suikermoleculen toe aan het oppervlak van de nanobuisjes. In dit onderzoek, ze gebruikten een eenvoudige suiker die bekend staat als N-acetylglucosamine. De onderzoekers merken op dat dit synthetische schema kan worden gebruikt om andere radioactieve metaalzouten aan nanobuisjes toe te voegen en om andere suikermoleculen aan het oppervlak van de nanobuisjes toe te voegen.

Talrijke tests toonden aan dat de radioactieve lading onder verschillende fysiologische omstandigheden in de verzegelde nanobuisjes bleef zitten. Wanneer geïnjecteerd in de staartader van muizen, de onderzoekers waren in staat om de nanobuisjes in beeld te brengen terwijl ze zich ophoopten in de longen met behulp van een gemeenschappelijke beeldtechnologie die bekend staat als computertomografie met enkele fotonenemissie, of SPECT.

Wanneer het in het lichaam wordt geïnjecteerd, vrij natriumjodide concentreert zich normaal gesproken in de schildklier, niet de longen. De koolstofnanobuisjes hoopten zich niet op in de lever, milt, en nieren of andere organen die gewoonlijk geïnjecteerde nanodeeltjes ophopen. De onderzoekers veronderstellen dat N-acetylglucosamine de nanobuisjes naar de longen richt door te binden aan een longspecifiek eiwit waarvan bekend is dat het stevig aan deze suiker bindt.

Dit werk wordt gedetailleerd beschreven in een document met de titel, "Gevulde en geglycosyleerde koolstofnanobuisjes voor in vivo radioemitter-lokalisatie en beeldvorming." Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.