Een internationale groep onderzoekers van NUST MISIS en Clemson University (Clemson, U.S.) heeft een nieuwe methode voorgesteld voor het produceren van gouden nanodeeltjes op basis van synthese onder invloed van ultraviolette straling. De methode sluit het gebruik van agressieve chemische middelen uit en de verkregen nanodeeltjes zijn veilig voor het lichaam en kunnen worden gebruikt voor de diagnose en behandeling van kanker. De resultaten zijn gepubliceerd in het internationale wetenschappelijke tijdschrift Biomateriaalwetenschap .

Kanker blijft een van de meest voorkomende doodsoorzaken ter wereld. Daarom, onderzoekers blijven zoeken naar manieren om kanker te diagnosticeren en te behandelen, inclusief degenen die verband houden met het gebruik van steeds populairder tegenwoordige nanotechnologieën.

Gouden nanodeeltjes worden gebruikt in het proces van katalyse, in elektronica, zonnepanelen, maar ze zijn van het grootste belang voor de biogeneeskunde. Hun belangrijke voordeel is een combinatie van eigenschappen die nodig zijn voor de zogenaamde bio-imaging, dat is, een gedetailleerde diagnose van de tumor en daaropvolgende therapie.

Gouden nanodeeltjes worden vaak gebruikt als bioimaging-agentia in computertomografie. Tumortherapie met gouden nanodeeltjes kan worden uitgevoerd door de zogenaamde fotothermische therapie, wanneer de deeltjes zich eerst in de tumor ophopen en vervolgens onder invloed van een extern veld opwarmen en kankercellen vernietigen.

Bestaande methoden voor het produceren van gouden nanodeeltjes vereisen meestal het gebruik van vrij agressieve chemische middelen, die hun verdere gebruik in de biogeneeskunde bemoeilijken of verschillende synthesestadia vereisen, waardoor de productie duurder wordt.

In hun werk, wetenschappers van NUST MISIS en Clemson University stellen een nieuwe "milieuvriendelijke" methode voor voor het produceren van gouden nanodeeltjes, waarin HAuCl4-goudzout wordt gemengd met een copolymeer bestaande uit polymelkzuur-polyethyleenglycol in aanwezigheid van polyvinylalcohol en een speciale Irgacure-foto-initiator. Nieuwe technologie elimineert het gebruik van agressieve stoffen en chemische middelen die giftig zijn voor een levend organisme.

"Ondanks een lange en enigszins enge lijst met componenten, ze zijn allemaal zeer biocompatibel en worden actief gebruikt in de biogeneeskunde, " zei Roman Akasov, een onderzoeksmedewerker bij het NUST MISIS Biomedical Nanomaterials Laboratory, een van de co-auteurs van dit werk. - Het resulterende mengsel wordt gemengd onder invloed van ultrageluid, het vormen van een dubbele emulsie van water-olie-water. Dan kan het worden bestraald met ultraviolet licht, waardoor in de oplossing gouden nanodeeltjes worden gevormd. In dit geval, de deeltjes zijn omgeven door een polymeer, wat hen de eigenschappen van biocompatibiliteit en stabiliteit in waterige oplossingen geeft. In dit geval, de emulsie verandert van witachtig transparant in rood, wat een indicator is van succesvolle fotopolymerisatie. De deeltjesgrootte in onze experimenten was ongeveer 100 nanometer, die geschikt is voor biomedische toepassingen, en de deeltjes waren niet giftig voor de cellen."

In productie, de auteurs konden ook aantonen dat gouden nanodeeltjes zich ophopen in het cytoplasma van cellen, zowel tumorglioom als immuuncellen - macrofagen. Dit opent de mogelijkheid van individuele diagnose en therapie van tumoren. In de toekomst, het is de bedoeling om het oppervlak van nanodeeltjes te modificeren met speciale moleculen om een ​​tumor in het lichaam te vinden. Echter, onderzoekers bieden een andere mogelijkheid om hun methode te gebruiken:als bioconstructor.

De verkregen emulsies kunnen zelfs vóór de fotopolymerisatiefase (het proces van polymeersynthese onder invloed van licht) in de cel of zelfs in het lichaam worden geïntroduceerd en direct in het onderzochte weefsel worden gesynthetiseerd tot gouden nanodeeltjes. Bovendien, de eigenschappen van de verkregen nanodeeltjes zullen het mogelijk maken om de kenmerken van de leefomgeving waarin ze zich bevinden te analyseren, wat een belangrijk hulpmiddel kan zijn bij het bestuderen van de biologie van de cel en de processen die daarin plaatsvinden.

Momenteel, de groep zet een reeks laboratoriumexperimenten voort als onderdeel van de preklinische onderzoeksfase.