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Le nanoparticelle porose del silicio di manifestazione dei ricercatori hanno potuto essere inoffensive da diagnosticare e trattare il cancro

I ricercatori di università statale di Mosca di Lomonosov in collaborazione con i loro colleghi tedeschi sono riuscito a provare che le nanoparticelle del silicio possono applicarsi per diagnosticare e curare il cancro. Per la prima volta la capacità delle particelle di penetrare nelle celle malate efficacemente e di dissolversi completamente dopo la consegna della droga è stata indicata. I dettagli della ricerca sono presentati nell'articolo pubblicato nell'ultima emissione di Nanomedicine: Nanotecnologia, biologia e medicina. http://dx.doi.org/10.1016/j.nano.2016.04.004

La direzione scientifica del gruppo è chiamata theranostics. Questo termine significa “una terapia„ combinata e “i sistemi diagnostici„, denotanti il trattamento di rilevazione simultanea ed il trattamento della malattia. Una delle sue applicazioni sta macchiando un intervallo delle malattie oncologiche con l'aiuto delle nanoparticelle riempite di medicina per la loro consegna mirata a in una cellula tumorale. Al giorno d'oggi molte tali nanoparticelle non soddisfanno la richiesta della biocompatibilità. Secondo uno dei ricercatori, Liubov Osminkina (ricercatore senior, dipartimento di fisica dell'università statale di Mosca di Lomonosov), alcuni delle nanoparticelle può agire rapidamente, consegna la droga esattamente, fa maturare una serie di malattie, ma mesi più successivamente un paziente può soffrire da fegato, dal rene, dai dolori del polmone, o persino dall'emicrania.

“La ragione è quell'oro, l'argento, l'ossido di titanio, seleniuro del cadmio e un'abbondanza di altre nanoparticelle quasi non è espelsa,„ Liubov Osminkina spiega. “Quando le nanoparticelle raggiungono la circolazione sanguigna, possono rimanere incastrate in organi interni e dopo un po'cominciano a nuocere all'organismo dovuto gli effetti tossici prolungati.„

Cercando il trasporto non solo biocompatibile, ma egualmente biodegradabile gli scienziati mirati a di una consegna della droga ha notato il silicio poroso. Le sue nano-particelle certamente non arrecherebbero danni, piuttosto possono aiutare l'organismo, come risultato della loro dissoluzione è acido, vitali silicici per le ossa ed i tessuti connettivi.

Queste nanoparticelle erano principale preoccupazione di Liubov Osminkina quando ha stato sovvenzionato di DAAD-MSU “Vladimir Vernadsky„ nel 2013 (un programma comune per ricerca dall'università statale di Mosca e dal servizio di Exchange accademico tedesco DAAD) per la sintetizzazione delle nanoparticelle photoluminescent dei nanowires porosi del silicio per il theranostics. È andato a Jena, l'istituto di Leibniz della tecnologia fotonica una delle direzioni scientifiche principali di cui è la biofotonica -- l'uso delle tecniche ottiche per lo studio dei sistemi viventi. Particolare attenzione di giovane impiegato dell'università statale di Mosca è stata messa a fuoco sulla micro-spettroscopia di Raman.

La spettroscopia di Raman è basata sull'attitudine delle molecole ad un cosiddetto scattering anelastico dell'indicatore luminoso monocromatico che è accompagnato da un cambiamento del loro stato interno e così da un cambiamento della risposta in frequenza dei fotoni emessi. Questo tipo di spettroscopia distingue la semplicità relativa e l'abbondanza delle informazioni ottenute -- abbastanza per illuminare un materiale con un laser e per analizzare lo spettro della radiazione. La micro-spettroscopia di Raman è stata usata all'istituto della tecnologia fotonica, fra molti altri metodi ottici. Con la sua guida, gli scienziati hanno scandito il contenuto di una cella vivente e confrontando gli spettri ottenuti ha allineato una maschera di cui e di dove è situato dentro la cella.

“Che è quando ho fornito un'idea intraprendere gli studi della biodegradazione di nanoparticella facendo uso della micro-spettroscopia di Raman,„ lo scienziato dice. “Questa tecnica rende possibile non solo individuare le nanoparticelle nella cella (i segnali dalle componenti delle cellule e del silicio hanno frequenze differenti), ma anche guardare il trattamento della loro disintegrazione. L'ultimo era possibile perché, come già conosciuto, la gamma di Raman di nanoparticelle del silicio dipende dalla loro dimensione - più piccoli sono, più vasto lo spettro diventa, spostandosi per abbassare le frequenze„

A riuscito completamento dello studio di concessione, Osminkina ha estratto un'altra concessione di DAAD-MSU che era per l'entrata in vigore delle sue nuove idee -- ed è andato ancora a Jena. L'essenza di Osminkina e studio dei suoi colleghi di nuovo è venuto al fatto che le celle di cancro al seno sono state incubate con le nanoparticelle del silicio dei 100 nanometro nella dimensione e poi, in particolare, con lo micro-spettrometro di Raman, gli scienziati hanno osservato che cosa accade nelle celle durante i periodi differenti a partire da 5 ore ai 13 giorni. Considerando lo spettro di Raman e le immagini ricostruite di queste particelle e delle celle hanno veduto come durante le prime 5-9 ore le nanoparticelle localizzano sulle membrane cellulari e penetrano nella cella durante il giorno successivo e poi cominciano a biodegradare, come provato tramite una diminuzione nell'ampiezza del segnale, nell'ampliamento spettrale e nell'aspetto del picco della fase amorfa del silicio. È stato indicato che il tredicesimo giorno le nanoparticelle si dissolvono completamente ed il segnale scompare.

“Così, per la prima volta abbiamo indicato che le nanoparticelle porose del silicio potrebbero essere agenti completamente inoffensivi di theranostics per molti tipi di cancri. Non solo penetrano facilmente nella cella malata, ma una volta riempiti con la droga, possono emetterlo durante la loro dissoluzione. Credo che i risultati del nostro lavoro siano di grande importanza a lungo termine come la base per la creazione delle droghe basate sulle nanoparticelle biocompatibili e biodegradabili del silicio, 'Lubov Osminkina dico.

Source:

Lomonosov Moscow State University