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Les chercheurs produisent le matériau neuf avec les propriétés antimycosiques et antitumorales

Un matériau neuf avec les propriétés antimycosiques et antitumorales a été développé par des chercheurs au centre pour le développement des matériaux fonctionnels (CDMF), un des centres de recherches, d'innovation et de diffusion (RIDCs) supportés par la fondation de recherches de São Paulo - FAPESP. CDMF est hébergé par l'université fédérale de São Carlos (UFSCar) dans la condition de São Paulo, Brésil.

Le composé a été obtenu à partir d'un échantillon du tungstate argenté pur (α-Ag2WO4) irradié avec les électrons et la lumière laser dans les pouls durant quelques femtosecondes. Une femtoseconde est un quadrillionth d'une seconde, l'échelle de temps des réactions chimiques comportant des échanges des électrons entre les atomes et les molécules. Le matériau neuf est décrit dans un article) publié dans des états scientifiques.

L'utilisation croissante des semi-conducteurs a lâché le développement des matériaux nouveaux avec un large éventail d'applications techniques. Une famille de semi-conducteur en particulier qui a attiré l'attention des chercheurs en science des matériaux est celle des oxydes ternaires de tungstène, tels que les tungstates métalliques.

Le tungstate argenté, qui appartient à cette famille, est un matériau minéral important avec des applications dans le photocatalysis et les photoswitches ou comme alternative aux semi-conducteurs conventionnels de large-bande-écartement. Les chercheurs affiliés avec CDMF avaient vérifié le tungstate argenté pendant des années.

Dans une expérience effectuée en 2018, dans laquelle le tungstate argenté était irradié avec des électrons, nous avons observé sous un microscope électronique l'apparence du « hairs" minuscule qui s'est développée sur des molécules du matériau. Ce n'étaient rien autre que des filaments des nanoparticles extraits du tungstate argenté par irradiation d'électron. »

Elson Longo, professeur émérite dans le service de chimie d'UFSCar et l'investigateur principal de CDMF

Le « argent est un élément chimique avec les propriétés bactéricides. Le tungstate argenté a également ces propriétés, mais ce qui nous avons trouvé la plupart de frappe était celui après avoir été modifié par irradiation d'électron et construction de filament d'argent, le composé a manifesté l'activité antimycosique qui était 32 fois plus efficace qu'avant irradiation. »

L'activité antimycosique du composé modifié a été vérifiée dans le Candida albicans, le champignon qui entraîne la candidose et le muguet. Les chercheurs ont cultivé le champignon dans des boîtes de Pétri. Ils ont déjà connu la quantité minimum de tungstate argenté priée pour éliminer le champignon et ont appliqué la même quantité du composé modifié à la culture. Le résultat observé était assimilé.

Les chercheurs ont alors divisé en deux le volume de la substance et le répété la procédure, éliminant de nouveau le champignon. Ils répétés la procédure 32 cale totalement, toujours avec des résultats antimycosiques satisfaisants, expliquant que les propriétés antimycosiques du composé modifié étaient 32 fois plus puissantes que ceux du tungstate argenté originel.

L'action antitumorale du composé a été vérifiée en cellules de cancer de la vessie de souris, qui ont été exposées pendant 24 heures aux différentes concentrations (4,63 micrographies par millilitre, 11,58 μg/mL, 23,16 μg/mL, et 46,31 μg/mL).

Selon Longo, les résultats ont révélé une réduction significative dans la viabilité de cellules. Le meilleur résultat a été obtenu avec une concentration de 11,58 μg/mL quand la viabilité de cellules de cancer de la vessie est tombée de 80%.

Après qu'ils aient expliqué les propriétés antimycosiques et antitumorales du composé, les chercheurs à CDMF et UFSCar ont vérifié sa sécurité pour une utilisation future dans les patients humains.

Quatre concentrations du composé argenté irradié de tungstate qui étaient au-dessus de la gamme optimale de l'activité fongicide (3,9 μg/mL - 31,2 μg/mL) ont été étudiées dans une lignée cellulaire gingivale humaine de fibroblaste.

Après incubation pour 24 ? des heures, l'effet du composé sur la viabilité de cellules, la prolifération et la morphologie ont été évalués par microscopie électronique fluorométrique quantitative d'analyse et de lecture.

« Nous n'avons trouvé aucune statistiquement perte importante de viabilité de cellules à ces concentrations comparée au contrôle, montrant que le composé ne pose aucun risque à la santé des personnes, » Longo avons dit.

dualité d'Onde-particule

L'étude a également réalisé l'étape scientifique importante d'expliquer la dualité d'onde-particule expérimental. La dualité d'onde-particule est une propriété principale de question proposée en 1924 par le physicien français Louis-Victor de Broglie (1892-1987), selon qui les électrons et d'autres morceaux discrets de question, jusque-là considérés comme étant seulement les particules matérielles, pourraient également avoir des propriétés d'onde, selon l'expérience.

« En 1929, le prix Nobel dans la physique a été attribué à de Broglie pour la découverte que toute la question peut avoir des propriétés d'onde. Pendant les neuf décennies puisque, la dualité d'onde-particule a été observée et prouvée dans un grand nombre d'expériences scientifiques, mais jusqu'ici, personne ne l'a expliquée expérimental utilisant des faisceaux des particules [électrons dans ce cas] et des faisceaux des ondes [laser] pour obtenir l'altération identique en matériaux composés, » Longo a dit.

« Quand nous nous sommes rendus compte que la radiothérapie d'électron a produit les filaments argentés de nanoparticle sur le tungstate argenté, nous avons décidé de vérifier si le même résultat pourrait être réalisé à l'aide de la lumière laser, ainsi expérimental prouvant la dualité d'onde-particule proposée par de Broglie il y a 95 ans. »

La littérature scientifique indique actuel l'utilisation croissante de la radiothérapie de laser de femtoseconde dans le traitement matériel comme technique pour obtenir les composés nouveaux avec les propriétés hautement attrayantes capables de piloter des progrès techniques.

« Pendant le procédé d'irradiation d'électron, le trouble structurel est introduit dans les électrons argentés de tungstate, et ceci joue une fonction clé dans la nucléation et accroissement des filaments argentés, » Longo a dit.

En principe, les atomes argentés de ségrégation par la radiothérapie de laser de femtoseconde devraient se produire d'une façon similaire mais devraient théoriquement être plus rapides parce qu'un pouls de laser de femtoseconde peut accepter le pouvoir maximum dans très un court période.

« Vu la vitesse prévue de ségrégation, pour cette raison, la morphologie de ces nanoparticles argentés tendrait théoriquement à être matériau neuf d'undefA différent avec antimycosique et des propriétés antitumorales a été développées par des chercheurs au centre pour le développement des matériaux fonctionnels (CDMF), un de la recherche, des centres d'innovation et de diffusion (RIDCs) supportés par la fondation de recherches de São Paulo - faisceau d'électrons de FAPESP.fr et radiothérapie de laser de femtoseconde, » Longo a dit.

Les résultats pratiques ont exact apparié la théorie. Une fois soumise à la radiothérapie de laser de femtoseconde, la surface du tungstate argenté a été couverte de filaments argentés de nanoparticle.

« Ce faisant, nous avons réussi à obtenir exact le même résultat qu'avec la radiothérapie d'électron, expliquant la dualité d'onde-particule dans la pratique, » Longo a dit.

Un papier sur cette expérience précédente de CDMF était publié en 2018, aussi dans des états scientifiques. « Nous avons reçu une lettre de félicitations de l'éditeur de tourillon, dire cet article était en particulier l'un des 100 articles les plus affichés sur la science des matériaux publiée dans le tourillon l'année dernière. »

Source:
Journal reference:

Assis, M. et al. (2019). Ag Nanoparticles/α-Ag2WO4 Composite Formed by Electron Beam and Femtosecond Irradiation as Potent Antifungal and Antitumor Agents. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-019-46159-y.