ナノボールは、身体内の磁気的に薬物を送達する方法を提供する

Anonim

小さな磁石の助けを借りて体内の病的な部位に薬物を運ぶことができる装置を想像してください。 カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者は、ナノボールと呼ばれるナノサイズの血管を開発することでこの目標に向けて一歩踏み出しました。これは薬物分子で満たされ、特定の組織や器官に誘導される磁石で制御されます膵臓などの器官や脳などの領域にアクセスすることは困難です。

「私たちの目標は、身体のどの部分にも指導し、ペイロードを放出するまでそこに保持してから、小さな磁石を使って行うことができる薬剤キャリアを開発することです」とRatneshwar Lal、機械工学教授UCサンディエゴのジェイコブス工科大学のエンジニアリングおよび材料科学に携わっています。

「もっと重要なことに、我々は、血液脳関門のように、薬物が一般的に通過できない体内の場所に、これらの薬物キャリアを導きたい」とラル氏は語った。 これは、脳腫瘍の中で最も悪性であるアルツハイマー病およびグリア芽細胞腫のような脳疾患を標的とし、治療する新しい方法を提供する。

以前の研究では、Lalと彼のチームは、マウスの血液脳関門を介してナノ粒子を磁気的に安全に誘導できることを示しました。

今、チームは、薬物を貯蔵し、運ぶために使用することができ、罹患した細胞や組織を潜在的に検出するために使用できるナノボールを作製することによって、その研究をさらに進めている。

概念実証の段階にあるナノバウルは、ボウル状のシリカナノ粒子であり、金の層に髪を被覆した人間の幅よりも小さく、磁性酸化鉄ナノ粒子をシリカ層と金層の間に挟んだ。 Nanoscale 誌に掲載された最近の論文では、研究者らは、ナノボールが小さな磁石によって動き回り、正常および癌細胞の中に入ることができ、低存在分子の存在を検出するために使用できることを示した。

Lal氏は、このシステムの3つの大きなメリットは、(1)小型の外部磁場を使用して特定の場所に輸送することである(既存のシステムには、MRIのような大きな磁場が必要です)。 (2)ペイロードは、磁石、熱または光を用いてオンデマンドで放出することができる。 (3)システムは、ペイロードを(制御された磁場を使用して)長期間にわたって1か所に保持することができ、ペイロード(薬物またはイメージング分子)の局所濃度を最も高くすることができ、体の他の領域への影響。

研究者は、マルチステップ合成でナノボールを作りました。 最初に、部分的に露出したポリスチレンコアを有する球状シリカナノ粒子のテンプレートを作製した。 シリカ表面を官能化し、次いで磁性酸化鉄ナノ粒子で被覆した後、金の層を被覆した。 ポリスチレンコアは元のままであり、有機溶媒で洗い流され、ナノバールを形成するための空洞を残した。

研究者らは、ヒドロゲルを介してナノボールを移動させるために小さな磁石を使用することができることを示した。 「これは、柔らかい組織を介して磁気的に制御された送達のためのナノボウルの潜在的使用を示唆している」と ナノスケールの 論文に報告されている。

彼らの金コーティングのために、ナノボールをイメージングに使用することができました。 彼らの実験では、研究者は、分光学的に見ることが不可能な、極度に低い濃度の分子が、ナノ細孔の存在下で容易に検出されることを示した。 この特徴は、早期に疾患マーカーを検出する用途を有すると研究者らは述べている。

最後に、ナノボールは生きた細胞によって取り込まれる可能性があります。 研究者らは、ナノボウルを正常および癌性前立腺細胞株の両方とインキュベートした。 2時間以内に、ナノボールが細胞の内部に見出された。

次のステップとして、Lalと彼のチームは、薬物を放出するように要求に応じて開くことができるようにすることができるナノ塊のためのキャップを作ることを計画している。 「これにより、私たちのシステムにおける薬物ペイロードの放出を制御することができます」とLal氏は述べています。

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