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Os cientistas desenvolvem o método novo para produzir nanomaterials irradiados para aplicações médicas

Sob a liderança de Petr Cígler do instituto da química orgânica e da bioquímica (IOCB Praga) e de Martin Hrubý do instituto da química macromolecular (IMC), ambo é parte da academia de ciências checa, uma equipe dos pesquisadores desenvolveu um método revolucionário para a produção fácil e barata de nanodiamonds irradiados e outros de nanomaterials apropriados para o uso nos diagnósticos altamente sensíveis das doenças, incluindo vários tipos de cancro. Seu artigo foi publicado recentemente nas comunicações da natureza do jornal científico.

Diagnosticar doenças e compreender os processos que ocorrem dentro das pilhas a nível molecular exigem instrumentos diagnósticos sensíveis e selectivos. Hoje, os cientistas podem monitorar campos magnéticos e elétricos nas pilhas em uma definição de diverso dúzia nanômetros e com agradecimentos notáveis da sensibilidade aos defeitos de cristal nas partículas de determinados materiais inorgánicos. Um material quase ideal para estas finalidades é diamante. Comparado com os diamantes usados na jóia, esses pretendidos para aplicações nos diagnósticos e o nanomedicine - nanodiamonds - são aproximadamente milhão vezes menores e são produzidos sintètica da grafite na alta pressão e nas temperaturas.

Um nanodiamond puro, embora, não revela muito sobre seu ambiente. Primeiramente, sua estrutura de cristal deve ser danificada sob circunstâncias controladas para criar os defeitos especiais, nitrogênio-vaga assim chamada centra-se, que permitem a imagem lactente óptica. O dano é criado o mais geralmente irradiando nanodiamonds com os íons rápidos em aceleradores de partícula. Estes íons acelerados são capazes de bater átomos de carbono fora da estrutura de cristal de um nanodiamond, saindo atrás dos furos conhecidos como as vagas, que em altas temperaturas se emparelham então com os átomos do nitrogênio actuais no cristal como contaminadores. Os centros recentemente formados da nitrogênio-vaga são uma fonte de fluorescência, que possa então ser observada. É precisamente esta fluorescência que dá a nanodiamonds o potencial imenso para aplicações na medicina e na tecnologia.

Uma limitação fundamental ao uso destes materiais em uma escala mais larga, contudo, é o grande custo e a eficiência deficiente de íons de irradiação em um acelerador, que impeça a geração deste material excepcionalmente valioso em quantidades maiores.

A equipe dos cientistas de diversos centros de pesquisa dirigidos por Petr Cígler e por Martin Hrubý tem publicado recentemente um artigo nas comunicações da natureza do jornal que descrevem um método inteiramente novo de irradiar nanocrystals. No lugar da irradiação cara e demorada em um acelerador, os cientistas exploraram a irradiação em um reactor nuclear, que fosse muito mais rápido e distante menos caro.

Mas não era bastante aquele simples. Os cientistas tiveram que empregar um truque - no reactor, átomos do boro das separações da irradiação de nêutron em íons muito claros e rápidos do hélio e do lítio. Os nanocrystals devem primeiramente ser dispersados no óxido derretido do boro e então ser sujeitados à irradiação de nêutron em um reactor nuclear. A captação de nêutron por núcleos do boro produz um chuveiro denso dos íons do hélio e do lítio, que têm o mesmo efeito dentro dos nanocrystals que os íons produzidos em um acelerador: a criação controlada dos defeitos de cristal. O alto densidade deste chuveiro da partícula e o uso de um reactor irradiar uma quantidade muito maior de meio do material que é mais fácil e distante mais disponível produzir dúzias dos relvados do nanomaterial raro imediatamente, que é aproximadamente mil vezes mais do que cientistas até aqui puderam obter com a irradiação comparável nos aceleradores.

O método provou bem sucedido não somente na criação dos defeitos na estrutura dos nanodiamonds mas de um outro carboneto de silicone do nanomaterial também -. Por este motivo, os cientistas supor que o método poderia encontrar a aplicação universal na produção em grande escala de nanoparticles com defeitos definidos.

O método novo utiliza o princípio aplicado na terapia da captação de nêutron do boro (BNCT), em que os pacientes são administrados um composto do boro. Uma vez o composto recolheu no tumor, o paciente recebe a radioterapia com nêutrons, que racham os núcleos do boro em íons do hélio e do lítio. Estes destroem então as pilhas do tumor que o boro recolheu dentro. Este princípio tomado do tratamento contra o cancro experimental assim abriu a porta à produção eficiente de nanomaterials com potencial excepcional para aplicações em, entre outras áreas, diagnósticos do cancro.