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Los científicos desarrollan nuevo método para producir los nanomaterials irradiados para los usos médicos

Bajo liderazgo de Petr Cígler del instituto de la química orgánica y de la bioquímica (IOCB Praga) y de Martin Hrubý del instituto de la química macromolecular (IMC), que es parte de la academia de ciencias checa, las personas de investigadores han desarrollado un método revolucionario para la producción fácil y barata de nanodiamonds irradiados y otros de nanomaterials convenientes para el uso en diagnósticos altamente sensibles de enfermedades, incluyendo diversos tipos de cáncer. Su artículo fue publicado recientemente en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón científico.

El diagnóstico de enfermedades y la comprensión de los procesos que ocurren dentro de las células en el nivel molecular requieren los instrumentos diagnósticos sensibles y selectivos. Hoy, los científicos pueden vigilar campos magnéticos y eléctricos en células en una resolución de vario docena nanómetros y con gracias notables de la sensibilidad a los defectos cristalinos en las partículas de ciertos materiales inorgánicos. Un material casi ideal para estos propósitos es diamante. Comparado con los diamantes usados en joyería, los que está previstos para los usos en diagnósticos y el nanomedicine - nanodiamonds - son aproximadamente millón de veces más pequeños y se producen sintetizadamente del grafito en la alta presión y las temperaturas.

Un nanodiamond puro, aunque, no revela mucho sobre su ambiente. Primero, su enrejado cristalino se debe dañar bajo condiciones controladas para crear los defectos especiales, supuesta nitrógeno-vacante centra, que habilitan proyección de imagen óptica. El daño es creado lo más común posible irradiando nanodiamonds con los iones rápidos en aceleradores de partícula. Estos iones acelerados son capaces de golpear los átomos de carbono fuera del enrejado cristalino de un nanodiamond, yéndose detrás de los orificios conocidos como vacantes, que en las temperaturas altas entonces emparejan con los átomos del nitrógeno presentes en el cristal como contaminantes. Los centros recién formado de la nitrógeno-vacante son una fuente de la fluorescencia, que puede entonces ser observada. Es exacto esta fluorescencia que da a nanodiamonds el potencial inmenso para los usos en remedio y tecnología.

Una restricción fundamental al uso de estos materiales en una escala más amplia, sin embargo, es el gran costo y la eficiencia pobre de iones de irradiación en un acelerador, que previene la generación de este material excepcionalmente valioso en mayores cantidades.

Las personas de científicos de varios centros de investigación dirigidos por Petr Cígler y Martin Hrubý han publicado recientemente un artículo en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón que describían totalmente un nuevo método de irradiar nanocrystals. En lugar de la irradiación costosa y que toma tiempo en un acelerador, los científicos explotaron la irradiación en un reactor nuclear, que es mucho más rápido y lejos menos costoso.

Pero no era muy ése simple. Los científicos tuvieron que emplear un truco - en el reactor, átomos del boro de las hendiduras de la irradiación de neutrón en los iones muy livianos y rápidos del helio y del litio. Los nanocrystals se deben primero dispersar en óxido fundido del boro y en seguida sujetar a la irradiación de neutrón en un reactor nuclear. La captura de neutrón por los núcleos del boro produce un chubasco denso del helio y de las iones de litio, que tienen el mismo efecto dentro de los nanocrystals que los iones producidos en un acelerador: la creación controlada de los defectos cristalinos. La alta densidad de este chubasco de la partícula y el uso de un reactor de irradiar una mucha mayor cantidad de medio del material que es más fácil y lejos más asequible producir las docenas de gramos de nanomaterial raro inmediatamente, que es aproximadamente mil veces más que los científicos hasta el momento han podido obtener con la irradiación comparable en aceleradores.

El método ha probado acertado no sólo en la creación de defectos en el enrejado de nanodiamonds pero de otro carburo de silicio del nanomaterial también -. Por este motivo, los científicos presumen que el método podría encontrar el uso universal en la producción en grande de nanoparticles con defectos definidos.

El nuevo método utiliza el principio aplicado en la terapia de la captura de neutrón del boro (BNCT), en la cual administran a los pacientes una composición del boro. La composición ha cerco una vez en el tumor, el paciente recibe radioterapia con los neutrones, que parten los núcleos del boro en los iones del helio y del litio. Éstos entonces destruyen las células del tumor que el boro ha cerco hacia adentro. Este principio tomado del tratamiento contra el cáncer experimental ha abierto así la puerta en la producción eficiente de nanomaterials con el potencial excepcional para los usos en, entre otras áreas, los diagnósticos del cáncer.