Die ärzteschaft hat lange davon geträumt, ein ideales system für die Bereitstellung von Medikamenten, um dort, wo im Körper Sie am meisten benötigt werden. Nanoscientists an der Universität von San Diego haben sich mit einem neuartigen Mitteln zu tun, also: warum nicht Feuer der Drogen auf die beabsichtigten Ziele, mit kleinen Kanonen?
In den frühen 20sten Jahrhunderts, ein deutscher Arzt namens Paul-Ehrlich-kam auf die Idee mit der Fokussierung der Lieferung genau die richtige Dosis des therapeutischen drug ein bestimmtes Ziel, anstatt zu warten, für Sie allmählich seinen Weg durch den Körper über die Blutbahn. Diese bekommt mehr von den Drogen auf, wo Sie am meisten benötigt werden, viel schneller, viel weniger böse Nebenwirkungen. Er nannte es eine “Magische Kugel.”
Joseph Wang und Sadik Esener, beide nano-Ingenieure an der UCSD, nahm die Vorstellung von einer magischen Kugel buchstäblich, wenn Sie beschlossen, zu bauen microcannons, nutzen Ultraschall, um zu Schießen teensy Kugeln mit therapeutischer Wirkstoffe tief in das erkrankte Gewebe. Sie beschrieben Ihre Arbeit in einer aktuellen Veröffentlichung in der Fachzeitschrift ACS Nano.
Wir neigen dazu zu assoziieren Ultraschall in Erster Linie mit der medizinischen imaging-Anwendungen, aber es ist schon lange von Interesse für die Forschung für verschiedene therapeutische Zwecke. Zum Beispiel, seine Hochfrequenz-Schallwellen können sich lockern hartnäckige plaque auf den Zähnen (es ist jetzt ein gemeinsames Instrument in der Zahnmedizin) und überzeugter Blutungen, vor allem in den kleinen Behältern in lebenswichtigen Organen. Und es ist immer von Interesse für targeted drug delivery.
Ultraschall eignet sich für diese Art der Sache, weil es hauptsächlich nicht-invasive, und die Ultraschall-Wellen können sich auf bestimmte Ziele, wie ein Krebsgeschwür. Die Technik ist nicht nur löst die Freisetzung von Medikamenten, eingehüllt in kleine Lieferung von Paketen bekannt als Mizellen — über lauter stress und Schock-Wellen erzeugt durch Blasen (bekannt als Kavitation)— es hilft auch, das Medikament durchdringen tiefer in das Gewebe, indem Sie die Zellmembranen leicht poröser.
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Der erste Schritt für Wang und Esener war die Erstellung der microcannon — keine geringe Leistung, da es misst 5 Mikrometer, oder über die Dicke Spinnenseide. Die UCSD Wissenschaftler Taten dies, indem Sie Löcher in die Membran, wie die Haut mit Poren, und dann sprühen die von außen die Löcher mit einer Beschichtung von Graphen-OXID, gefolgt von einer zweiten Beschichtung von gold.
Dann hatten Sie auf “laden”, um die Kanone mit 1-Mikrometer-nanobullets (etwa die Größe des HIV-virus) aus Siliciumdioxid und eingehüllt in eine Flüssigkeit, gel. Das gel enthält auch ein perfluorocarbon (PFC) als Treibgas — da ohne Treibgas, wie Sie Schießen die Kanone? PFC beginnt zu verdampfen, wenn Sie es zu sprengen, mit einem Ultraschall-Impuls, und es entsteht teensy Gasblasen, die rasch expandieren. Es ist die rasche expansion, “feuert” die nanobullets aus der microcannon. Ohne PFC, die microcannon einfach nicht Feuer.
Die UCSD Wissenschaftler erfolgreich abgefeuert Ihre nanobullets in künstliche Gewebe, und fand, dass, wie vorhergesagt in Ihren Simulationen, diese nanobullets waren in der Lage, um in das Gewebe eindringen tiefer.
Vorwärts gehend, Wang und Esener wird die Entwicklung dieser ballistischen tool weiter, so dass es ist fähig zum liefern viele verschiedene Arten von Medikamente, und auch die gleichzeitige Lieferung von vielen Medikamenten. Es ist auch möglich, solche microcannons könnten sich als nützlich erweisen, die für die Verwaltung Impfstoffe.
Referenzen:
Husseini, G. A. und Pitt, W. G. (2008) “Micells und Nanopartikeln für die Ultraschall-Drogen-und gen-Lieferung” Adv. Medikament Liefern. Rev. 60(1): 1137-1152
Soto, F. et al. (2015) “Akustische microcannons: Richtung advanced micro Ballistik,” ACS Nano. Online veröffentlicht am Dezember 21, 2015.
[Über Nanowerk News]
Bilder: Soto et al./University of California, San Diego.