Gouden nanobloemen gekweekt in stervruchtensap zijn veelbelovende middelen voor fotothermische kankertherapie. Wanneer geïnjecteerd in een tumor en bestraald met nabij-infrarood laserlicht, de nanobloemen warmen op en doden de kankercellen om hen heen.

Hoewel fotothermische therapie een ingeburgerd idee is, de tot nu toe ontwikkelde middelen hebben nadelen gehad, legt Enyi Ye van het A*STAR Institute of Materials Research and Engineering uit, die mede leiding gaf aan het huidige werk. De uitdaging is om een ​​hoge efficiëntie te bereiken, stabiliteit en biocompatibiliteit in hetzelfde nanokristal, die allemaal betrekking hebben op de manier waarop de nanokristallen worden gekweekt.

De vorm van een nanomateriaal bepaalt het vermogen om licht op te vangen. Tijdens de synthese van nanokristallen, wanneer goudionen worden gemengd met een reductiemiddel om kristalvorming te precipiteren, chemicaliën genaamd afdekmiddelen kunnen worden toegevoegd om de groei van de kristallen te sturen.

"Afdekmiddelen zullen zich hechten aan verschillende facetten van de nanokristalkernen, " zegt Ye. "Ze reguleren de groei van het kristal en stabiliseren de uiteindelijke nanokristallen." conventionele afdekmiddelen zijn niet biocompatibel, dus ze moeten worden geëlimineerd voordat de nanokristallen worden gebruikt voor therapie. Verwijdering, echter, kan moeilijk zijn en kan de vorm van het nanokristal beschadigen, de lichtabsorptie aantasten.

Ye en zijn collega's probeerden een alternatieve 'groene' aanpak, met behulp van een natuurlijk materiaal waarvan ze hoopten dat het het biologische equivalent van afdekmiddelen zou bevatten. Dit zou de noodzaak teniet doen om de verbindingen te verwijderen voordat nanokristallen in de patiënt worden geïnjecteerd.

"Ik heb voor stervruchtensap gekozen omdat het altijd beschikbaar is in tropische gebieden, en omdat starfruit rijk is aan vitamine C, die als reductiemiddel dient, en polyfenolische antioxidanten, " zegt Ye. Zoals het team had voorspeld, de vitamine C geïnitieerde en gestuurde groei van nanokristallen, en de polyfenolische verbindingen fungeerden als afdekmiddelen, coating van de bloemvormige nanokristallen met een stabiliserende, biocompatibel oppervlak.

De gouden nanobloemen vertoonden een sterke absorptie van nabij-infrarood licht, en waren niet-toxisch voor cellen. Toen 808 nanometer nabij-infrarood laserlicht op cellen scheen gemengd met nanobloemen, 30 seconden verlichting doodde elke cel binnen de laservlek. Bij proeven met muizen de fotothermisch behandelde tumoren van dieren verdwenen geleidelijk, terwijl bij dieren die ofwel alleen laserbestraling kregen, of alleen nanoflower-injectie, de tumor zette zijn snelle groei voort.

Het team is nu van plan om het onderzoek in twee richtingen te sturen, zegt je. "We zullen groene methoden blijven ontwikkelen om multifunctionele nanokristallen te maken. We willen ook de praktische toepassingen van de gouden nanobloemen verder benutten op gebieden zoals wondgenezing en bacteriële infectiecontrole, " hij zegt.