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La méthode de découverte dans la synthèse de nanoparticle prépare le terrain pour des applications pharmaceutiques et biomédicales neuves

L'institut de la bio-ingénierie et de la nanotechnologie (IBN) a développé une méthode nouvelle pour régler simultanément la taille et la morphologie des nanoparticles, qui peuvent être employés dans la synthèse pharmaceutique et les applications biomédicales nouvelles.

Cette recherche d'inauguration a été récent décrite dans le principal tourillon de chimie, Angewandte Chemie, et les Etats-Unis brevettent ont été introduits sur l'invention.

M. Yu Han de scientifique de recherches et directeur exécutif prof. Jackie Y. Ying d'IBN ont développé une technique de fluorocarbone-assisté-synthèse qui produit les particules de taille d'un nanomètre de entre 50 et 300 nanomètre avec des tailles réglables de pore de l'ordre de 5-30 nanomètre (la largeur des cheveux est approximativement 80.000 nanomètre).

« Les nanoparticles nanoporous sont baptisés du nom de notre institut, nommé le ` IBN-1' au ` IBN-5'. Ils représentent une classe neuve des matériaux qui sont réglés simultanément avec la dimension particulaire de nanomètre-écaille et les pores de taille d'un nanomètre. C'est un bel exemple nanotechnologie ascendante de ` de la' rendue possible par chimie supramoléculaire, » a dit prof. Ying.

Les précédentes tentatives à synthétiser de tels nanoparticles ont produit les particules qui ont été limitées dans le type de structure, le degré de commande structurelle et la gamme des tailles de pore. La plupart des technologies actuelles peuvent seulement produire la structure hexagonale à deux dimensions avec le petit diamètre de pore (< 5 nanomètre). Dans de nombreux cas, le matériel spécial de synthèse de vapeur-phase est exigé.

La technique par voie humide simple d'Ibn emploie deux types différents de surfactant (un composé chimique soluble qui réduit la tension superficielle entre les liquides). Un surfactant agit en tant que matrice pour la structure mesoporous, alors que l'autre est employé pour limiter l'accroissement des particules aux cotes de nanomètre.

Cette méthode peut être employée pour produire un grand choix de nanoparticles avec d'énormes surfaces, et taille et structure très bien-définies de pore.

Une application importante de ces nanoparticles nanoporous se situe dans la production des médicaments chiraux purs, qui composent plus d'un tiers de tous les médicaments pharmaceutiques ont actuel vendu mondial. Des médicaments chiraux sont composés de « de la main gauche » et les molécules « droitières », qui sont des images retournées de l'un l'autre. Seulement un de ces molécules fournit l'effet thérapeutique. Dans le procédé de production, des catalyseurs sont employés pour synthétiser sélecteur la molécule chirale préférée qui prévoit la demande de règlement thérapeutique sans effets secondaires non désirés. Cependant, ces catalyseurs existent normalement dans une phase liquide homogène, qui les rend difficiles à être séparé et réutilisé.

Le groupe de prof. Ying's chez IBN a développé des approches nouvelles pour immobiliser ces catalyseurs sur les matériaux nanoporous synthétisés par sa technique par voie humide. Ceci rend les catalyseurs sous une forme solide, leur permettant d'être facilement récupérés et réutilisés par des procédés de filtrage ou de centrifugation simples. Ceci tient compte de la synthèse plus efficace d'une grande variété de pharmaceutiques.

Cette amélioration du processus de fabrication de médicament peut potentiellement mener à des économies de coûts plus grandes, car la production de l'ingrédient chiral représente actuel 10-40% du coût total. L'invention d'Ibn pourrait potentiellement avoir un impact important sur l'industrie chirale de pharmaceutiques, un secteur à croissance rapide qui a produit des ventes US$143 milliard en 2003.

D'autres applications des nanoparticles nanoporous d'Ibn concernent des demandes de règlement thérapeutiques comme la distribution et la thérapie génique visées de médicament. Nanoparticles de taille et de structure variables peut être produit pour agir en tant que transporteurs pour des médicaments, des gènes et des protéines. De plus, ces nanoparticles poreux peuvent être employés pour héberger des points de tranche de temps et des nanoparticles magnétiques pour des applications de dispositif bioimaging et de tranche de temps.