211service.com
Nano stampaggio rapido
Un metodo altamente versatile per produrre nanoparticelle è stato ora utilizzato per produrre particelle multiuso per il trattamento del cancro. Secondo Joseph DeSimone, professore di chimica e ingegneria chimica presso l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill e la North Carolina State University, che ha presentato il lavoro alla conferenza dell'American Chemical Society questa settimana ad Atlanta, il nuovo metodo di sintesi ha potenziali applicazioni nelle celle a combustibile , microfluidica e anche vaccini.
[Per le immagini del metodo del nano-stampaggio, fare clic qui.]
Il processo ha la capacità di creare nanoparticelle di quasi qualsiasi forma o composizione chimica. È molto, molto promettente, afferma Shelton Earp, direttore del Lineberger Comprehensive Cancer Center dell'UNC. Gli esperti del centro oncologico stanno ora iniziando test su animali vivi di nanoparticelle realizzate con il metodo. Le particelle sono progettate per scivolare fuori dal flusso sanguigno e fornire farmaci e agenti di imaging direttamente alle cellule tumorali, risparmiando le cellule sane. Tale consegna mirata potrebbe migliorare significativamente sia la sicurezza che l'efficacia dei farmaci antitumorali. Earp afferma che entro un anno, studi separati mostreranno se le particelle prodotte in questo modo possono combattere in modo sicuro ed efficace il cancro della pelle e del seno nei topi.
I ricercatori guidati da DeSimone hanno creato le nanoparticelle da un polimero e un farmaco antitumorale come la doxorubicina, formando 200 particelle di dimensioni nanometriche, circa le dimensioni di alcuni virus. Quindi hanno attaccato anticorpi monoclonali che si collegano alle proteine prevalenti nelle cellule tumorali, consentendo la somministrazione mirata di farmaci. Gli agenti di imaging possono anche essere attaccati all'esterno della particella, consentendo potenzialmente ai medici di monitorare dove sta andando il farmaco. Il polimero, che è lo stesso materiale utilizzato nelle suture bioriassorbibili, alla fine dovrebbe rompersi e lasciare il corpo.
Diversi altri gruppi di ricerca stanno ora sviluppando e testando nanoparticelle per la somministrazione di farmaci. Ciò che distingue questo sforzo è il metodo di stampaggio versatile utilizzato per creare le particelle, che Robert Langer, professore di ingegneria chimica al MIT, afferma che è piuttosto impressionante. Il metodo consente ai ricercatori di creare forme molto piccole e controllate con precisione da materiali organici, compresi quelli noti per essere sicuri nel corpo.
Come per qualsiasi processo di stampaggio, il metodo di DeSimone inizia con una forma originale, chiamata master, che qualcuno vuole copiare. Intorno a questa forma viene quindi formato un materiale: questo diventa lo stampo. Il master viene rimosso e viene introdotto un altro materiale, che viene formato dallo stampo in una replica della forma originale. Al centro di questo nuovo metodo nano c'è un materiale per realizzare stampi chiamato perfluoropolietere (PFPE), che inizia come un liquido con la straordinaria capacità di scivolare in ogni angolo del maestro senza attaccarsi ad esso. I ricercatori quindi convertono il polimero in un solido flessibile esponendolo alla luce e rimuovono il master, un passaggio facile perché lo stampo non si attacca all'originale ed è flessibile.
I ricercatori hanno utilizzato nanotubi e particelle virali come master, ad esempio, e ne hanno fatto copie con una risoluzione fino a mezzo nanometro. Per le particelle di rilascio del farmaco, hanno realizzato il master in silicio, utilizzando tecniche di litografia, creando una serie di forme di disco su un wafer. Hanno quindi versato PFPE sui dischi e li hanno polimerizzati per formare uno stampo. Per fare repliche dei dischi, hanno premuto lo stampo in un altro liquido versato su una superficie piana. Questo liquido ha riempito lo stampo, quindi è stato polimerizzato per formare repliche solide dei dischi originali. L'uso della litografia consente di controllare le dimensioni e la forma, afferma DeSimone, con la precisione e l'uniformità dell'industria elettronica.
Larken Euliss, un chimico dell'UNC che lavora con DeSimone, afferma che una recente ricerca mostra che le differenze di dimensioni e forma sono importanti quando si tratta di somministrare efficacemente farmaci alle cellule. I loro metodi potrebbero portare a strutture di somministrazione dei farmaci più efficaci, che ora tendono ad essere sferiche. Una particella a forma di sigaro, ad esempio, potrebbe essere abbastanza sottile da sfuggire attraverso la parete di un vaso sanguigno, e quindi raggiungere un tumore, e la sua forma lunga consentirebbe al ricercatore di caricare più carico di farmaci.
Le particelle per la somministrazione di farmaci sono solo un'applicazione. Zhilian Zhou, un ricercatore che lavora con DeSimone, ha sviluppato una cella a combustibile con prestazioni significativamente più elevate di quelle attuali, in parte, utilizzando il metodo di stampaggio per modellare una membrana chiave.
In definitiva, DeSimone vorrebbe sfruttare la capacità del metodo di sintesi di formare copie di virus per realizzare vaccini di emergenza. È già stato in grado di creare copie di virus, ma queste copie non hanno la stessa composizione chimica dei virus e quindi non si collegheranno alle cellule come fanno i virus. DeSimone afferma che dovrebbe essere possibile incorporare molecole attive nel processo di stampaggio, e quindi creare virus artificiali che possono legarsi alle cellule e impedire ai virus reali di farlo. E poiché le copie del virus non hanno DNA, non sarebbero pericolose, dice.