La ricerca sulle nanoparticelle è enorme. Questo è, lo studio delle nanoparticelle, oggetti molto minuscoli che agiscono come un'unità con proprietà specifiche, è un'area di studio molto popolare. Con implicazioni in molte vie della scienza, dalla biomedicina alla ricerca laser, lo studio di come creare nanoparticelle con proprietà desiderabili sta diventando sempre più importante. Maria Benelmekki e i ricercatori dell'unità Nanoparticles by Design di Mukhles Sowwan hanno recentemente fatto un passo avanti nella sintesi di nanoparticelle rilevanti dal punto di vista biomedico. Hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Nanoscala .

Le nanoparticelle possono essere utilizzate in medicina per l'imaging durante la diagnosi e il trattamento. Altre applicazioni includono la somministrazione mirata di farmaci e la guarigione delle ferite. Però, la creazione di nanoparticelle da utilizzare in biomedicina presenta molte sfide. Attualmente, le nanoparticelle sono prodotte principalmente utilizzando sostanze chimiche, che è un problema quando li si usa per scopi medici perché queste sostanze chimiche possono essere dannose per il paziente. Ulteriori problemi sono che il processo di fabbricazione richiede diversi passaggi, la dimensione delle particelle è difficile da controllare e le particelle possono sopravvivere in deposito solo per un periodo di tempo relativamente breve. Benelmekki e colleghi hanno creato nanoparticelle ternarie biocompatibili, il che significa che sono costituiti da 3 parti che mostrano ciascuna una proprietà utile, e lo hanno fatto senza l'uso di prodotti chimici. Il nuovo metodo consente una facile manipolazione delle dimensioni delle particelle per renderle su misura per una varietà di usi, tutto in un unico passaggio. I ricercatori hanno anche sviluppato un metodo che fornisce una migliore stabilità per una conservazione più lunga.

Le nanoparticelle nello studio sono costituite da un nucleo di ferro e argento. Questi due elementi li impregnano di due importanti proprietà; sono magnetici e possono essere ripresi. Il ferro li rende magnetici, permettendo ai ricercatori di spostarli. L'argento è eccellente per l'imaging perché l'eccitazione dell'argento crea un segnale di rilevamento più grande della particella stessa, il che significa che può essere visualizzato con microscopia convenzionale o dispositivi di imaging medico nonostante le sue dimensioni ridotte. La terza parte delle nanoparticelle è un guscio di silicio, che circonda il nucleo di ferro-argento. Il silicio è biocompatibile, il che significa che può entrare in un paziente senza creare complicazioni, impedisce la rottura del nucleo e può essere facilmente manipolato per l'uso in una varietà di applicazioni biomediche. Inoltre, le nanoparticelle hanno anche un comportamento superparamagnetico, il che significa che sono magnetici solo quando viene applicato un campo magnetico, quindi la loro proprietà magnetica è inducibile.

La capacità di creare facilmente stabili, nanoparticelle di dimensioni personalizzabili con molteplici funzionalità, senza l'uso di prodotti chimici, in un passo, è una svolta entusiasmante. Tutto questo lavoro è stato possibile grazie alla vasta esperienza dei membri dell'unità nella scienza dei materiali, e le loro capacità di lavorare in un ambiente multidisciplinare. Le implicazioni del lavoro sono potenzialmente vaste. Benelmekki dice, "Le nanoparticelle ternarie possono essere utilizzate in diverse applicazioni, come un agente di contrasto nella risonanza magnetica, sensori biomagnetici, l'ipertermia per il trattamento del cancro e la consegna e la trasfezione mirate magneticamente." Forse la prossima volta che andrai per l'imaging o il trattamento medico, le nanoparticelle progettate qui all'OIST faranno parte del trattamento.