Kleine deeltjes met een diameter van slechts een miljardste van een meter - ongeveer tweeduizend zouden passen over de breedte van een mensenhaar - zouden in een klein pakket grote hoop kunnen bieden aan de vele miljoenen mensen die allergisch zijn voor het nikkel in alles, van sieraden tot munten en telefoons, zeggen wetenschappers van Brigham and Women's Hospital (BWH).

In het online nummer van 3 april van Natuur Nanotechnologie, het team zal een nieuwe aanpak rapporteren om de veelvoorkomende huidallergie te voorkomen.

Ongeveer tien tot vijftien procent van de Amerikaanse bevolking, of meer dan 30 tot 45 miljoen mensen, plus nog veel meer wereldwijd, zijn allergisch voor het nikkel dat in veel alledaagse voorwerpen wordt aangetroffen. Bij deze mensen veroorzaakt het metaal een rode, jeukende uitslag wanneer het in contact komt met hun huid. U kunt veel voorbeelden zien via een snelle Google-zoekopdracht voor door nikkel geïnduceerde dermatitis.

Echter, hoewel sommige landen de hoeveelheid metaal in bepaalde producten reguleren om de blootstelling te beperken, er is geen goede oplossing voor het probleem. "Er zijn benaderingen geweest om crèmes te ontwikkelen met middelen die het nikkel binden voordat het de huid kan binnendringen, maar deze zijn bij de meeste patiënten niet effectief en kunnen zelfs giftig zijn wanneer de middelen zelf de huid binnendringen, zoals de meeste doen, " zegt Jeffrey Karp, leider van het werk en co-directeur van het Centrum voor Regeneratieve Therapeutica bij BWH. Hij voegt toe, "Mensen bedekken hun sieraden soms ook met nagellak om een ​​barrière te creëren tussen de huid en nikkelionen, maar dit zal niet alle blootstellingen voorkomen, zoals het omgaan met munten of het dragen van een horloge."

Karp, die ook afspraken heeft via de Harvard Medical School, Harvard Stamcelinstituut (HSCI), en de Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology (HST), is zelf allergisch voor nikkel.

Nu zijn hij en collega's, waaronder R. Rox Anderson, een dermatoloog aan de Harvard Medical School en het Massachusetts General Hospital, hebben ontdekt dat nanodeeltjes die calcium bevatten een veilige oplossing voor het probleem kunnen bieden. Wanneer aangebracht op de huid in een crème, de nanodeeltjes vangen het nikkel efficiënt op, voorkomen dat het in het lichaam terechtkomt. Verder, de nanodeeltjes zelf zijn zo ontworpen dat ze niet door de huid kunnen dringen. De crème met zijn nikkel kan dan gemakkelijk met water worden afgewassen.

zegt Anderson, "Ondanks barrièrecrèmes, ontstekingsremmende medicijnen, en pogingen om nikkel te vermijden, dit [metaal] is nog steeds de meest voorkomende oorzaak van allergische huidreacties. Nanodeeltjes die binden aan [de nikkel] allergenen maar niet door de huid dringen, bieden een nieuwe strategie. Grote hoop in een klein pakketje!"

"We verwachten dat een persoon de crème gewoon zou kunnen aanbrengen zoals hij handcrème zou doen, " zegt Praveen Kumar Vemula van BWH, HMS, HSCI, en HST. Vemula is de eerste auteur van het artikel.

Op weg naar een oplossing

Het idee om het probleem aan te pakken begon toen Karp, een specialist op het gebied van nanodeeltjes, ontmoette Anderson tijdens een diner. Nadien, Karp zat achter zijn computer na te denken over hoe hij mogelijk met de ervaren dermatoloog zou kunnen samenwerken om medische problemen aan te pakken. Terwijl hij nadacht, hij keek naar zijn handen, die rood waren en jeukten van zijn nikkelallergie. Kunnen hij en Anderson een niet-giftige, praktische manier om te voorkomen dat nikkel de huid binnendringt met behulp van nanodeeltjes?

Het team begon zich te concentreren op verbindingen die calcium bevatten, waarvan bekend is dat ze nikkel sekwestreren (sommige worden gebruikt bij de behandeling van
water). Volgende, ze onderzochten of deze verbindingen beschikbaar waren als nanodeeltjes. Karp wist dat de kleine deeltjes mogelijk een zeer efficiënte nikkelopvang mogelijk zouden maken dankzij hun zeer grote oppervlak.

Het team beperkte hun zoektocht tot nanodeeltjes binnen een bepaald groottebereik. "We wilden dat ze groot genoeg waren zodat ze niet door de huid konden dringen, maar toch klein genoeg om een ​​zeer groot oppervlak te bieden voor het opvangen van nikkel, " zegt Vemula. (Ze hebben uiteindelijk gekozen voor deeltjes tussen 70 en 500 nanometer.) om de tijd te verkorten die nodig is om een ​​nieuwe technologie op de markt te brengen, het team onderzocht alleen nanodeeltjes die al door de Food and Drug Administration zijn aangewezen als algemeen erkend als veilig (GRAS) voor gebruik bij mensen.

Ze vonden twee verbindingen die aan deze criteria voldeden (calciumcarbonaat en calciumfosfaat), voegde ze toe aan een algemeen verzachtend middel om een ​​crème te maken, en testte ze onder verschillende experimentele omstandigheden. Bijvoorbeeld, ze brachten de crème aan op monsters van dierenhuid en op levende dieren, en testte het in aanwezigheid van kunstmatig zweet (van zweet is bekend dat het de allergie verergert, het versnellen van de afgifte van nikkel). Verder, ze voerden de tests uit met nikkelconcentraties die veel hoger waren dan in alledaagse situaties zou worden gevonden.

"We waren in staat om aan te tonen dat de deeltjes inderdaad nikkel met hoge efficiëntie kunnen vangen en ontstekingen bij voor nikkel gevoelige dieren kunnen voorkomen, " zegt Karp. Verder, "we hadden 11 keer minder nanodeeltjes nodig om hetzelfde effect te krijgen" als een ander veel voorkomend middel om nikkel af te vangen. (Een belangrijk nadeel van dat laatste:het kan de huid binnendringen, en zelfs kleine hoeveelheden kunnen lokale en systemische toxiciteit veroorzaken.)

Alle resultaten suggereren dat nanodeeltjes de penetratie van nikkel in de huid effectief kunnen voorkomen, en kan daarom nikkel-geïnduceerde contactdermatitis teniet doen, " concludeerde het team in de Nature Nanotechnology-paper.