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O método novo que usa microestrutura do ouro podia eficazmente entregar drogas ou ADN em pilhas

A capacidade para entregar a carga como drogas ou o ADN em pilhas é essencial para a terapia biológica da pesquisa e da doença mas as membranas de pilha são muito boas em defender seu território. Os pesquisadores desenvolveram vários métodos para enganar ou a força abre a membrana de pilha mas estes métodos são limitados no tipo de carga que podem entregar e não são particularmente eficientes.

Agora, os pesquisadores do Harvard John A. Paulson Escola da engenharia e as ciências aplicadas (MARES) desenvolveram um método novo usando microestrutura do ouro para entregar uma variedade de moléculas em pilhas com eficiência elevada e nenhum dano durável. A pesquisa é publicada em ACS Nano.

“Poder entregar eficazmente grandes e cargas diversas directamente em pilhas transformará a pesquisa biomedicável,” disse Nabiha Saklayen, um candidato do PhD no laboratório de Mazur em MARES e em primeiro autor do papel. “Contudo, o único sistema de entrega não actual pode fazer todas as coisas que você precisa de fazer imediatamente. Os sistemas de entrega intracelulares precisam de ser altamente eficientes, evolutivos, e eficazes na redução de custos quando ao mesmo tempo capazes de levar a carga diversa e de entregá-la às pilhas específicas em uma superfície sem dano. É realmente um grande desafio.”

Na pesquisa precedente, Saklayen e seus colaboradores demonstraram esse ouro, microestrutura pirâmide-dadas forma são muito bons em focalizar a energia de laser em pontos quentes eletromagnéticos. Nesta pesquisa, a equipe usou um método da fabricação chamado molde que descasca para fazer superfícies -- sobre o tamanho de um quarto -- com as 10 milhões destas pirâmides minúsculas.

“A coisa bonita sobre este processo da fabricação é como simples é,” disse o Madri de Marinna, co-autor do papel e do candidato do PhD no laboratório de Mazur. “Molde-descascar permite que você reúso moldes do silicone indefinidamente. Toma menos do que uma acta para fazer cada carcaça, e cada carcaça sai perfeitamente uniforme. Isso não acontece muito frequentemente na nanofabricação.”

A equipe cultivou células cancerosas HeLa directamente sobre as pirâmides e cercou as pilhas com uma solução que contem a carga molecular.

Usar o laser do nanossegundo pulsou, a equipe caloroso as pirâmides até que os pontos quentes nas pontas alcançaram uma temperatura de aproximadamente 300 graus Célsio. Este aquecimento muito localizado -- qual não afectou as pilhas -- bolhas causadas a formar certo na ponta de cada pirâmide. Estas bolhas introduziram delicadamente sua maneira na membrana de pilha, abrindo os breves poros na pilha e permitindo que as moléculas circunvizinhas difundam na pilha.

“Nós encontramos que se nós fizemos estes poros muito rapidamente, as pilhas se curariam e nós poderíamos os manter vivos, saudável e dividindo-se por muitos dias,” Saklayen dissemos.

Cada célula cancerosa HeLa sentada sobre aproximadamente 50 pirâmides, significando os pesquisadores poderia fazer aproximadamente 50 poros minúsculos em cada pilha. A equipe poderia controlar o tamanho das bolhas controlando os parâmetros do laser e poderia controlar que lado da pilha a penetrar.

As moléculas entregadas na pilha eram tamanho mais ou menos idêntico como cargas clìnica relevantes, incluindo proteínas e anticorpos.

Em seguida, a equipe planeia em testar os métodos nos tipos diferentes da pilha, incluindo glóbulos, células estaminais e pilhas de T. Clìnica, este método poderia ser usado ex vivo nas terapias, onde as pilhas insalubres são tomadas fora do corpo, dadas a carga como drogas ou ADN, e reintroduzidas no corpo.

“Este trabalho é realmente emocionante porque há tão muitos parâmetros que diferentes nós poderíamos aperfeiçoar para permitir que este método trabalhe através de muitos tipos e cargas diferentes da pilha,” disse Saklayen. “É uma plataforma muito versátil.”

O escritório de Harvard da revelação de tecnologia arquivou solicitudes de patente e está considerando oportunidades da comercialização.

“É grande ver como as ferramentas da física podem extremamente avançar outros campos, especialmente quando pode permitir terapias novas para que previamente difícil trate doenças,” disse Eric Mazur, professor de Balkanski da física e autor aplicado do física e o superior do papel.