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Aplicações de Nanostar na biomedicina

Nanostars é um formulário do nanoparticle anisotrópico, estrela-dado forma, de 1-100 nanômetro no diâmetro. Possuem um núcleo esférico com ramos múltiplos do comprimento, da largura e da agudeza ajustáveis.

Kateryna Kon - nanoparticlesCrédito de imagem: Kateryna Kon/Shutterstock

Nanostars pode ser feito dos vários metais, incluindo o ouro, a prata, a platina e o paládio, entre outros. Nanostars pode igualmente ser crescido de uma mistura destes e de outros materiais tais como o óxido ou o silicone de ferro.

A reactividade dos nanoparticles que são usados na catálise, tal como a platina, pode ser melhorada dando forma em uma estrela a fim aumentar a relação do superfície-à-volume e a reactividade da partícula.

Nanostars criou dos materiais plasmonic tais como o presente do ouro ou da prata as aplicações as mais interessantes na biologia, como a ressonância de superfície do plasmon de um nanoparticle pode ser ajustada no indicador da transparência do tecido do tecido biológico. Isto fornece aplicações como agentes diagnósticos e terapêuticos.

Como com outros nanoparticles, os nanostars podem ser revestidos com uma variedade de ligantes com o objectivo de fornecer a protecção da acumulação da proteína em um ajuste biológico, fornecendo a capacidade para acumular selectivamente em um tecido particular ou a pilha usando-se visando biomoléculas tais como anticorpos, ou como veículos de entrega da droga.

Agentes diagnósticos

O uso de nanostars do ouro como ferramentas diagnósticas em técnicas diversas tais como o tomografia photoacoustic, surge a espectroscopia aumentada de Raman, ressonância magnética, tomografia de emissão de positrão, e o tomografia de computador do raio X está sendo pesquisado actualmente.

O campo eletromagnético localmente aumentado nas pontas de nanostars do ouro amplifica Raman que dispersa na região, fornecendo um método sensível da análise química que possa ser usado para detectar in vivo ou in vitro a presença de moléculas particulares.

A imagem lactente Photoacoustic utiliza pulsos deionização do laser para aquecer suavemente o tecido biológico que então expande thermoelastically. Estas expansões pequenas são detectáveis como as ondas ultra-sônicas que podem ser usadas para construir uma imagem tridimensional até de alguns centímetros profundos da pele.

Os nanostars do ouro fazem agentes excelentes do contraste para esta técnica, porque o laser no uso pode ser ajustado para combinar a freqüência de superfície da ressonância do plasmon do nanoparticle, assegurando a absorção e assim o aquecimento máximos da partícula.

Desde que o comprimento de onda da ressonância de superfície do plasmon está no indicador da transparência do tecido, o laser pode influenciar os nanostars do ouro mais profundos dentro do corpo. O sistema linfático inteiro de ratos foi traçado desta maneira.

Combinar o ouro com outros materiais para criar nanostars permite o realce de outras aplicações. Os nanoparticles do óxido de ferro fazem agentes excelentes do contraste na ressonância magnética devido a suas propriedades superparamagnéticas.

Tomar o núcleo esférico do nanoparticle do óxido de ferro e crescer os ramos feitos do ouro permitem a combinação de propriedades superparamagnéticas e de superfície da ressonância do plasmon de cada material, criando um agente diagnóstico combinado.

Agentes terapêuticos

Os nanoparticles do ouro foram propor fazer agentes excelentes do realce da dose de radiação devido a suas grandes propriedades de secção transversal e plasmonic da interacção.

Os fotão que golpeiam os elétrons que pertencem ao nanoparticle podem subseqüentemente gerar os efeitos fotoelétricos e de Compton, incluindo um fenômeno conhecido como uma cascata do eixo helicoidal.

Durante a cascata do eixo helicoidal, os elétrons do escudo interno ejetados por fotão podem ser substituídos por elétrons dos orbitals de uma energia mais alta. Em cima da queda a um orbital de uma mais baixa energia, o elétron pode passar a diferença da energia entre orbitals a um terceiro elétron, fazendo com que este ejecte.

Este processo foi mostrado para repetir o tanto como como dez vezes, criando um chuveiro de elétrons da baixa energia. Estes elétrons são capazes de ir sobre causar eventos destrutivos dentro de uma célula cancerosa.

Star nanoparticles dados forma do ouro possuem um secção transversal maior da relação e da interacção do superfície-à-volume do que partículas esféricas, e actuam assim mais fortemente como um realçador da dose de radiação.

Os nanostars do ouro podem igualmente ser usados como agentes de entrega da droga, com maiores especificidade e tempo de retenção do que drogas livres apenas.

Combinando propriedades do realce da dose da entrega e de radiação da droga os agentes anticancerosos multimodal podem ser desenvolvidos, que permitem menos efeitos do fora-alvo e assim efeitos secundários menos negativos para o paciente.

A liberação da droga pode ser projectada ser provocado em cima do aquecimento, que ocorre durante o realce da dose de radiação.

Fontes:

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Last Updated: Oct 8, 2018

Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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