Piccoli cristalli di silicio non hanno causato problemi di salute nelle scimmie tre mesi dopo l'iniezione di grandi dosi, segnando un passo avanti nella ricerca per portare tali materiali nelle cliniche come agenti di imaging biomedico, secondo un nuovo studio.

Le scoperte, pubblicato online il 10 luglio sulla rivista ACS Nano , suggeriscono che i nanocristalli di silicio, noti come punti quantici, può essere uno strumento sicuro per la diagnostica per immagini negli esseri umani. I nanocristalli assorbono ed emettono luce nella parte del vicino infrarosso dello spettro, una qualità che li rende ideali per vedere più in profondità nei tessuti rispetto alle tradizionali tecniche basate sulla fluorescenza.

"Punti quantici, o nanocristalli, sono molto, molto promettente per le applicazioni di imaging biomedico, ma tutti sono preoccupati per la tossicità e cosa accadrà loro se si degradano, ", ha affermato il co-autore Folarin Erogbogbo, un assistente professore di ricerca dell'Università di Buffalo che da allora ha accettato una nuova posizione come assistente professore di ingegneria biomedica presso la San Jose State University. "I nanocristalli di silicio possono essere la soluzione perché non contengono materiali come il cadmio che si trovano in altri punti quantici, e sono generalmente considerati non tossici."

Lo studio è stato una collaborazione tra UB, Chinese PLA General Hospital in Cina, Università statale di San José, Nanyang Technological University a Singapore e Korea University in Corea del Sud. Fa parte di un corpo di ricerca più ampio che molti membri del team hanno condotto per studiare l'effetto di varie nanoparticelle nei modelli animali.

I ricercatori hanno testato i punti quantici di silicio in macachi rhesus e topi, iniettando ad ogni animale 200 milligrammi di particelle per chilogrammo di peso dell'animale.

Gli esami del sangue effettuati per tre mesi dopo non hanno mostrato segni di tossicità né nei topi né nelle scimmie, e tutti gli animali sono apparsi sani nel corso dello studio. I soggetti hanno mangiato, Bevuto, curato, esplorato e urinato normalmente.

I cristalli di silicio lo facevano, però, raccogliere e stare nei fegati e nelle milze dei topi, con conseguente effetti collaterali tra cui infiammazione e morte a macchie delle cellule epatiche.

interessante, la stessa cosa non è successa con i macachi rhesus:gli organi delle scimmie sembravano normali, senza il danno visto nei topi.

Questa discrepanza solleva la questione di quanto possano essere utili gli studi di tossicità sui topi nel determinare il potenziale effetto di un nanocristallo sull'uomo, ha affermato il coautore Paras Prasad, SUNY Distinguished Professor in chimica, fisica, ingegneria elettrica e medicina presso UB, e direttore esecutivo dell'Istituto per i laser di UB, Fotonica e Biofotonica.

I punti quantici e altre nanoparticelle, a causa delle loro minuscole dimensioni, possono accedere a parti del corpo dove le particelle più grandi non possono proprio andare. A causa di questo e di altri fattori, le differenze nella scala anatomica tra topi e primati possono essere più importanti nella nanomedicina che in altri campi farmaceutici, ha detto Prasad.

"Anche a dosi elevate, non abbiamo riscontrato alcun effetto collaterale negativo nelle scimmie nonostante i problemi nei topi, " Ha detto Prasad. "Questo è il primo test di questi punti quantici di silicio nei primati, e i risultati della ricerca segnano un passo avanti verso potenziali applicazioni cliniche".

Il fatto che il silicio non si biodegradasse nei topi è stato molto sorprendente, ha affermato il coautore Mark Swihart, un professore UB di ingegnere chimico e biologico e co-direttore del Centro di eccellenza dello Stato di New York di UB in Informatica dei materiali.

"In genere, le persone presumono che i punti quantici di silicio si biodegradino, " Swihart ha detto. "Non l'abbiamo visto accadere, e pensiamo che questo possa essere dovuto al fatto che abbiamo ricoperto la superficie con materiale organico, Molecole approvate dalla FDA per evitare che i punti quantici si degradino troppo velocemente.

"Forse abbiamo fatto un lavoro troppo buono per proteggerli, " Continuò Swihart. "Se davvero hai tenuto la tua auto sempre splendidamente cerata, non arrugginirebbe mai. Questo è quello che abbiamo fatto con questi punti quantici".