I ricercatori della Case Western Reserve University hanno ricevuto $ 540, 000 sovvenzione federale per ideare metodi per la costruzione di strutture minuscole su misura per fornire con precisione farmaci ai tumori o trasportare coloranti che aiutano le tecnologie di imaging a rilevare le malattie, creare nanofili e nanoelettronica più efficienti, e altro ancora.
La costruzione di strutture definite con precisione su scala nanometrica si è rivelata una sfida per i chimici. Per fornire controllo e precisione, i ricercatori propongono di costruire complesse nanostrutture polimeriche su scaffold fatti di virus vegetali, minuscoli organismi che infettano le cellule vegetali ma sono benigni al di fuori della pianta.
Jon Pokorski, assistente professore di scienze e ingegneria macromolecolare, e Nicole Steinmetz, professore assistente di ingegneria biomedica, utilizzerà la sovvenzione triennale del Macromolecular della National Science Foundation, Programma Supramolecolare e Nanochimica per testare tre metodi di sintesi di nanostrutture a forma di bastoncino.
Tipicamente, gli scienziati costruiscono nanopolimeri da piccole catene polimeriche che si autoassemblano e vengono utilizzate per realizzare film, supercristalli e dispositivi per la somministrazione di farmaci. Ma ci sono sempre imperfezioni nell'assemblaggio.
"Utilizzando un modello, il virus, possiamo produrre un rivestimento polimerico uniformemente disperso che produce proprietà più coerenti ed efficienti, "Pokorski ha detto. "E questo è molto modulare; può essere applicato a molti usi."
Controllando le dimensioni e le caratteristiche della superficie, sperano di ridurre o eliminare gli effetti collaterali tossici che possono essere causati da queste due proprietà durante la somministrazione del farmaco, Egli ha detto.
Steinmetz, un incaricato della Case Western Reserve School of Medicine, costruirà i modelli usando il virus del mosaico del tabacco. Invece di creare sfere, l'obiettivo è realizzare materiali notevolmente più lunghi che larghi, chiamati materiali "di alto aspetto".
"La proprietà fisica li rende più utili per i nanofili, l'elettronica e le applicazioni nel corpo, " lei disse.
Le particelle del virus del tabacco sono circa 300 nanometri per 18 nanometri, ma Steinmetz controllerà le dimensioni usando l'ingegneria genetica, "che ci dà un controllo maggiore di quello che potremmo avere utilizzando metodi di produzione puramente chimici, " lei disse.
Pokorski aggiungerà polimeri. La forma dell'asta consente di legare a un'estremità un polimero con una funzione, ad esempio il trasporto di medicinali, e un altro con una funzione diversa, come trasportare un colorante per immagini, dall'altro.
"O, " Lui ha spiegato, "possiamo coltivare un polimero all'esterno e un polimero diverso all'interno perché il virus della pianta è un tubo cavo".
Oltre a utilizzare le nanoparticelle come veicoli per trasportare medicinali verso obiettivi specifici, potrebbero essere usati come connettori elettrici, sostituzione dei nanotubi di carbonio utilizzati per collegare la nanoelettronica.
