La microscopia elettronica a trasmissione mostra gruppi di punti quantici. In applicazione, ogni cluster è racchiuso in una singola capsula con una dimensione media di circa 50 nanometri. Credito:Università di Buffalo
Uno studio pionieristico per misurare la tossicità dei punti quantici nei primati ha scoperto che i minuscoli cristalli sono sicuri per un periodo di un anno, un risultato promettente per medici e scienziati che cercano nuovi modi per combattere malattie come il cancro attraverso la nanomedicina.
La ricerca, che apparirà il 20 maggio in Nanotecnologia della natura in linea, è probabilmente il primo a testare la sicurezza dei punti quantici nei primati.
Nello studio, gli scienziati hanno scoperto che quattro scimmie rhesus iniettate con punti quantici di seleniuro di cadmio sono rimaste in salute normale per 90 giorni. I marcatori ematici e biochimici sono rimasti in intervalli tipici, e gli organi principali non hanno sviluppato anomalie. Gli animali non hanno perso peso.
Anche due scimmie osservate per un altro anno non hanno mostrato segni di malattia.
I punti quantici sono minuscoli cristalli luminescenti che brillano intensamente in diversi colori. I ricercatori medici stanno studiando i cristalli per l'uso nella chirurgia guidata dalle immagini, terapie fotoattive e test diagnostici sensibili. I punti quantici di seleniuro di cadmio sono tra i più studiati, con potenziali applicazioni non solo in medicina, ma come componenti di celle solari, computer quantistici, diodi emettitori di luce e altro ancora.
Una soluzione di punti quantici di seleniuro di cadmio emette luce arancione sotto la luce ultravioletta. Questa luminescenza costituisce la base per il loro utilizzo nel bioimaging. Credito:Università di Buffalo
Il nuovo studio sulla tossicità - completato dall'Università di Buffalo, il cinese PLA General Hospital, Università cinese della scienza e della tecnologia ChangChun, e la Nanyang Technological University di Singapore - inizia ad affrontare la preoccupazione dei professionisti della salute che temono che i punti quantici possano essere pericolosi per l'uomo.
Gli autori avvertono, però, che sono necessarie ulteriori ricerche per determinare gli effetti a lungo termine dei nanocristalli nei primati; la maggior parte del cadmio potenzialmente tossico dei punti quantici è rimasto nel fegato, milza e reni degli animali studiati nel periodo di 90 giorni.
"Questo è il primo studio che utilizza i primati come modelli animali per studi in vivo con punti quantici, ", ha affermato il coautore dell'articolo Paras Prasad, professore UB di chimica e medicina, e direttore esecutivo dell'Istituto per i laser di UB, Fotonica e Biofotonica (ILPB). "Finora, tali studi di tossicità si sono concentrati solo su topi e ratti, ma gli umani sono molto diversi dai topi. Sono necessari ulteriori studi che utilizzino modelli animali più vicini all'uomo".
L'accumulo di cadmio, in particolare, è una preoccupazione seria che merita ulteriori indagini, disse Ken-Tye Yong, un assistente professore della Nanyang Technological University che ha iniziato a lavorare con Prasad allo studio come ricercatore post-dottorato presso UB.
A causa di tale preoccupazione, le migliori applicazioni in vivo per punti quantici di seleniuro di cadmio in medicina possono essere quelle che utilizzano i cristalli in una capacità limitata, ha detto Mark Swihart, un terzo coautore e un professore UB di ingegneria chimica e biologica. Chirurgia guidata dalle immagini, che potrebbe comportare una singola dose di punti quantici per identificare un tumore o un'altra area bersaglio, rientra in questa categoria.
