Faculteiten van de Louisiana Tech University hebben ontdekt, Voor de eerste keer, een nieuw nanocomposiet gevormd door de zelfassemblage van koper en een biologische component die optreedt onder fysiologische omstandigheden, die vergelijkbaar zijn met die in het menselijk lichaam en die kunnen worden gebruikt bij gerichte medicijnafgifte voor de bestrijding van ziekten zoals kanker.

Het team, onder leiding van Dr. Mark DeCoster, de James E. Wyche III bijzonder hoogleraar biomedische technologie aan Louisiana Tech, heeft ook een manier ontdekt om deze synthese in vloeibare vorm uit te voeren. Dit zou het mogelijk maken om de schaal van de synthese omhoog of omlaag te regelen, en om structuren met grotere functies te laten groeien, zodat ze kunnen worden waargenomen.

De ontdekking werd vorige maand gepubliceerd in het tijdschrift Jupiter ( Tijdschrift voor gevisualiseerde experimenten ) - een goed zichtbare, peer-reviewed internationaal tijdschrift. Sinds de publicatie ervan, het artikel getiteld, "Generatie van schaalbare, Metallic High-Aspect Ratio Nanocomposites in a Biological Liquid Medium" is honderden keren bekeken door tientallen universiteiten over de hele wereld.

"We onderzoeken momenteel hoe dit nieuwe materiaal interageert met cellen, "zei DeCoster. "Het kan worden gebruikt, bijvoorbeeld voor het afleveren van medicijnen, die in theorie zou kunnen worden gebruikt voor de bestrijding van ziekten zoals kanker. Ook, als gevolg van de kopercomponent die we gebruikten, er zou wat interessante elektronica kunnen zijn, energie, of optische toepassingen die van invloed kunnen zijn op consumentenproducten. In aanvulling, koper heeft een aantal interessante en nuttige antimicrobiële eigenschappen.

"Eindelijk, zoals de recente milieuvervuiling van mijnafval in riviersystemen ons liet zien, metalen, inclusief koper, kunnen soms hun weg vinden naar zoetwatersystemen, dus onze nieuw ontdekte metaal-composietmethoden zouden een manier kunnen bieden om ongewenst koper te "binden" tot een bruikbare of stabielere vorm."

DeCoster zei dat er twee aspecten van deze ontdekking waren die hem en zijn onderzoeksteam verrasten. Eerst, ze ontdekten dat eens gevormd, deze koperen nanocomposieten waren ongelooflijk stabiel, zowel in vloeibare als gedroogde vorm, en bleef jarenlang stabiel. "We doen dit onderzoek al minstens vier jaar en hebben een aantal monsters die minstens twee jaar oud zijn en nog steeds stabiel, ', aldus DeCoster.

Tweede, De groep van DeCoster was zeer verrast dat deze composieten bestand zijn tegen agglomeratie, dat is het proces waarbij materiaal klontert of aan elkaar plakt.

"Dit is gunstig omdat het ons in staat stelt om met individuele structuren te werken om ze chemisch te scheiden of te wijzigen, " legt DeCoster uit. "Als materialen aan elkaar plakken en klonteren, zoals velen doen, het is veel moeilijker om er op een logische manier mee samen te werken. Beide aspecten, echter, passen bij onze hypothese dat de zelfassemblage die we hebben ontdekt, het samenvoegen van positief geladen koper met negatief geladen zwavelhoudend cystine is."

De onderzoeksontdekking was een teaminspanning waarbij DeCoster en Louisiana Tech-studenten aan de bachelor, master en doctoraal niveau. "De kwaliteit van mijn team bij het samenstellen van een aanhoudende inspanning om erachter te komen wat nodig was om de nieuwe zelfassemblagemethoden reproduceerbaar uit te voeren en om ze te vereenvoudigen, spreekt echt goed over wat kan worden bereikt aan de Louisiana Tech University, "Zei DeCoster. "Bovendien, het werk is zeer multidisciplinair, wat betekent dat er zowel nanotechnologie als biologische en biochemische inzichten nodig waren om het allemaal te laten werken, evenals een aantal essentiële kerninstrumenten die we bij Louisiana Tech hebben."

DeCoster zegt dat de toekomst van dit onderzoek een aantal potentieel grote gevolgen heeft. Hij en zijn team praten met collega's en medewerkers over het testen van deze nieuwe nanocomposieten voor toepassingen in bio-engineering en grotere composieten zoals materialen die groot genoeg zijn om in de hand te houden.

"Onze recente publicatie van het werk kan enige interesse en nieuwe ideeën opwekken, " zei DeCoster. "We werken aan nieuwe voorstellen om het onderzoek te financieren en om het vooruit te helpen. We maken deze materialen momenteel 'naar behoefte', wetende dat ze kunnen worden opgeslagen zodra ze zijn gegenereerd, en als we nieuwe toepassingen voor de nanocomposieten ontdekken, dan zouden toepassingen voor de materialen kunnen leiden tot het genereren van inkomsten via een startend bedrijf dat ik heb opgericht."