Concetto di design per un sistema intelligente di nanofibre per ipertermia che utilizza nanoparticelle magnetiche (MNP) disperse in polimeri termosensibili. Farmaco antitumorale, doxorubicina (DOX), è anche incorporato nelle nanofibre. Le nanofibre sono reticolate chimicamente. Primo, il segnale del dispositivo (campo magnetico alternato, AMF) è attivato per attivare gli MNP nelle nanofibre. Quindi, gli MNP generano calore per far collassare le reti polimeriche nella nanofibra, consentendo il rilascio 'on-off' di DOX. Sia il calore generato che il DOX rilasciato inducono l'apoptosi delle cellule tumorali mediante effetti ipertermici e chemioterapici, rispettivamente.
Ricercatori giapponesi riferiscono che l'incorporazione di nanoparticelle magnetiche e un farmaco antitumorale in nanofibre polimeriche reticolate presenta un duplice trattamento per combattere il cancro con effetti collaterali ridotti.
Le nanofibre polimeriche sensibili agli stimoli o "intelligenti" hanno attirato una crescente attenzione. Le strutture su scala nanometrica danno luogo a un'elevata sensibilità agli stimoli mentre possono anche essere facilmente manipolate come materiali macroscopici. Ora i ricercatori dell'Università di Tsukuba e del National Institute of Materials Science in Giappone hanno dimostrato come possono essere utilizzate per ospitare nanoparticelle magnetiche per sfruttare gli effetti ipertermici per curare il cancro evitando i soliti effetti collaterali. L'incorporazione della doxorubicina nelle nanofibre consente anche il rilascio controllato del farmaco antitumorale come meccanismo aggiuntivo per uccidere le cellule tumorali.
Le nanoparticelle magnetiche possono uccidere le cellule tumorali attraverso il calore generato dall'induzione quando sono sottoposte a un campo magnetico alternato. Tali trattamenti ipertermici hanno anche dimostrato di migliorare l'efficacia dei farmaci antitumorali. Tuttavia, le nanoparticelle possono anche portare a una funzione mitocondriale compromessa, infiammazione, e danni al DNA. Incorporare le nanoparticelle nelle nanofibre può fornire una soluzione.
Young-Jin Kim , Mitsuhiro Ebara, e Takao Aoyagi elettrizzano le fibre da una soluzione del polimero poli(NIPAAm-co -HMAAm) miscelata con una soluzione di nanoparticelle magnetiche e doxorubicina. Il riscaldamento causato dalle nanoparticelle quando si accende un campo magnetico alternato ha causato effetti ipertermici, così come il rigonfiamento e la deformazione reversibili delle fibre, che ha rilasciato le molecole del farmaco. Indagini in vitro e in linee cellulari hanno dimostrato l'uccisione efficace delle cellule cancerose, che è stato notevolmente ridotto per i soli trattamenti ipertermici in assenza di doxorubicina.
"Le nanofibre di doxorubicina/nanoparticelle magnetiche hanno indotto l'apoptosi delle cellule tumorali a causa di un effetto sinergico della chemioterapia e dell'ipertermia, " affermano gli autori. Il lavoro dimostra come le nanofibre intelligenti abbiano il potenziale per l'uso come materiale manipolativo che combina ipertermia e trattamenti di rilascio di farmaci che possono essere controllati con la semplice accensione o spegnimento di un campo magnetico alternato.
