University of Delaware Forscher eröffnen eine neue Front im Krieg gegen den Krebs, bringen neue Nanotechnologien für die Krebsfrüherkennung und Behandlung zu tragen und die Einführung eines einzigartigen nanobomb, die buchstäblich Schlag kann Brustkrebstumoren.
Balaji Panchapakesan, Assistenzprofessor für Elektrotechnik und Informatik an der UD, hat kürzlich auf die Entdeckungen in den Zeitschriften der Nanobiotechnologie und Onkologie Probleme gemeldet.
Panchapakesan sagte, dies sei die Grundlagenforschung in den sehr frühen Stadien der Forschung und, dass es umfangreiche Tests und jahrelanger klinischer Studien dauern, bis die nanobombs könnte tatsächlich in medizinischen Anwendungen eingesetzt werden, um Menschen zu behandeln.
"Machen Sie keinen Fehler, wir auf die Beseitigung der Krebs konzentriert", sagte Panchapakesan und erklärt, dass die nanobombs das Ergebnis der Arbeit sind in den vergangenen zwei Jahren mit Kohlenstoff-Nanoröhren, die Kohlenstoffatome in röhrenförmigen Form angeordnet sind.
Ursprünglich, sagte er, das Forschungsteam bei der Verwendung der Kohlenstoff-Nanoröhren als Drug-Delivery-Fahrzeuge suchen. Weil sie kleiner als die Größe einer einzelnen Zelle sind, können die Nanoröhren für die hochselektive Injektion von Medikamenten in einzelne Zellen.
Da sie verschiedene Experimente unternahm, jedoch hat das Team eine überraschende Entdeckung. "Wenn man die Atome setzen in verschiedenen Formen und Gestalten, sie auf verschiedene Eigenschaften nehmen auf der Nanometerskala", sagte Panchapakesan. "Wir waren mit den Molekülen zu experimentieren und unter Berücksichtigung optischen und thermischen Eigenschaften und fanden wir mikroskopisch Explosionen von Nanoröhren in verschiedensten Bedingungen auslösen."
Explosionen in der Luft von locker gepackten Nanoröhren wurden zuvor in einer Sauerstoff-Umgebung zu sehen, die Schaffung Zündung. Allerdings verwendet die Arbeit Panchapakesan berichtete die lokale thermische Energie Ungleichgewicht zur Aufrechnung Explosionen, die intrinsische Natur sind.
Panchapakesan sagte der nanobombs sind genau das, winzig Bomben auf der Nanometerskala. "Sie funktionieren fast so wie Streubomben", sagte er. "Sobald sie ans Licht und die entstehende Wärme ausgesetzt sind, beginnen sie explodieren eine nach der anderen."
Die Bomben werden durch die Bündelung der Kohlenstoff-Nanoröhren erzeugt. Mit einem einzigen Nanoröhrchen, wird die Wärme durch das Licht erzeugten Umgebungsluft abgeführt. In Bündeln, kann die Wärme nicht so schnell auflösen und das Ergebnis ist "eine Explosion auf der Nanometerskala", sagte Panchapakesan.
Wenn der UD Forscher die Explosionen sahen, erkannten sie, es könnte möglich sein, die mikroskopisch kleinen Bomben einzusetzen, um Krebszellen abzutöten. Sie rekonstruiert die Explosionen in Lösungen, einschließlich Wasser, Phosphat und Salz, die die nanobombs in den menschlichen Körper eingesetzt werden könnten gemeint. In der Tat die Explosionen noch dramatischer in Salzlösungen waren, sagte Panchapakesan.
"Die nanobomb ist sehr selektiv, sehr lokalisiert und minimal-invasive", sagte Panchapakesan. "Es könnte dazu führen, was ich nanopain nennen, wie ein Nadelstich."
Er glaubt, die nanobomb vielversprechend als Therapeutikum für das Töten von Krebszellen, mit besonderem Schwerpunkt auf Brustkrebszellen, weil seine shockwave tötet die Krebszellen als auch die biologische Signalwege, die Anweisungen, um zusätzliche Krebszellen erzeugen und die kleinen Venen, die zu tragen nähren die kranken Zellen. Darüber hinaus kann es über ein weites Gebiet verteilt werden, um Schäden an den Krebszellen, die in der Nähe sind zu schaffen.
Die nanobombs überlegen sind eine Vielzahl von aktuellen Behandlungen, weil sie einen kräftigen, selektive, nicht-invasive, nicht toxisch und können aktuelle Technologie, einschließlich der Mikrochirurgie zu integrieren.
Ein Vorteil gegenüber anderen Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Behandlungen, die von Wissenschaftlern ausgegangen wird, dass mit nanobombs, die Kohlenstoff-Nanoröhren werden zusammen mit den Krebszellen zerstört. Sobald die nanobombs explodiert sind und Krebszellen abzutöten, können Makrophagen effektiv klar die Zelltrümmer und die explodierte Nanoröhrchen zusammen mit ihm.
Andere Behandlungen erhalten die Kohlenstoff-Nanoröhren und Nanopartikel intakt. Wenn das Material findet seinen Weg auf die Niere oder sammelt sich in den Blutgefäßen, die Nanopartikel könnten Verstopfung verursachen und zu Problemen führen, sagte Panchapakesan. Darüber hinaus ist die nanobomb Weg wahrscheinlich der einzige Weg, um Nanoröhren ohne Zytotoxizität als die Nanoröhren vollständig vernichtet werden.
Aktuelle chirurgische Techniken sind nicht präzise und Krebszellen sind häufig hinter sich gelassen. Darüber hinaus sind Krebserkrankungen in einem Teil des Körpers, wie Arterien und Venen, manchmal als inoperabel. Nanobombs kann verwendet werden, um alle verbleibenden Krebszellen Ziel und kann in jedem Teil des Körpers verwendet werden, wodurch die Schaffung von nanobomb Therapie für eine Vielzahl von Krebserkrankungen sein.