Particelle mesoporose di silicio, alias SiMPS, circa 1, 000 nanometri di diametro contengono migliaia di particelle molto più piccole di ossido di ferro. Le SiMP possono essere manipolate da magneti e si raccolgono nel sito dei tumori, dove possono essere riscaldati per uccidere i tumori maligni o innescare il rilascio di farmaci. Le particelle sono state create da un team internazionale guidato da scienziati della Rice University e del Methodist Hospital Research Institute di Houston. Credito:The Wilson Group
(Phys.org) —Le particelle submicroscopiche che contengono particelle ancora più piccole di ossido di ferro potrebbero rendere la risonanza magnetica (MRI) uno strumento molto più potente per rilevare e combattere le malattie.
Scienziati della Rice University e del Methodist Hospital Research Institute (TMHRI) hanno guidato un team internazionale di ricercatori nella creazione di particelle composite che possono essere iniettate nei pazienti e guidate da campi magnetici. Una volta in posizione, le particelle possono essere riscaldate per uccidere i tessuti maligni o innescare il rilascio di farmaci nel sito.
I "nanocostrutti" dovrebbero degradarsi completamente e lasciare il corpo entro pochi giorni, hanno riferito.
La ricerca appare online sulla rivista Materiali funzionali avanzati .
Il team guidato dal chimico Rice Lon Wilson e dallo scienziato TMHRI Paolo Decuzzi stava cercando un modo per superare le sfide presentate dalle particelle di ossido di ferro che sono brave in alcune cose ma non in altre, a seconda della loro dimensione.
Le particelle di ossido di ferro hanno molte qualità eccellenti:possono essere manipolate con magneti, fornire un eccellente contrasto sotto la risonanza magnetica, creano calore quando vengono attivati e si degradano rapidamente. Ma non possono fare tutto questo in una volta. Il team aveva bisogno di un modo per separare le funzioni dalle loro dimensioni.
La risposta è stata quella di impacchettare migliaia di particelle di ossido di ferro, con nuclei magnetici di soli 5 nanometri di diametro, all'interno di particelle più grandi.
I nanocostrutti che contengono particelle di ossido di ferro potrebbero rendere la risonanza magnetica uno strumento molto più potente per rilevare e combattere le malattie. Attestazione:Ayrat Gizzatov
I ricercatori hanno realizzato due di questi nanocostrutti, incorporare particelle di ossido di ferro in particelle mesoporose di silicio (SiMP) e nanocostrutti polimerici discoidali (DPN). Sapevano da ricerche precedenti che SiMP e DPN di dimensioni submicroniche si accumulano naturalmente all'interno dei vasi sanguigni del tumore.
L'ossido di ferro migliora la capacità di posizionare e trattenere le particelle in posizione con magneti, ha detto l'autore principale e studente laureato alla Rice Ayrat Gizzatov. "Sono attratti dal magnete, e che induce un'altra interazione magnetica dipolo-dipolo tra le particelle e aumenta il loro meccanismo di comunicazione interparticellare, " Egli ha detto.
I test hanno mostrato che le particelle di ossido di ferro hanno reso i nanocostrutti 10 volte migliori degli agenti di contrasto tradizionali con dosi di ferro significativamente inferiori rispetto a quelle utilizzate nella pratica corrente.
La nuova ricerca ha anche mostrato che, come principio generale, il confinamento di agenti di contrasto per risonanza magnetica (come l'ossido di ferro) in strutture geometriche ne aumenta la relassività, la proprietà che fa apparire gli agenti nelle immagini RM. (Più breve è il tempo di rilassamento, maggiore è il contrasto nell'immagine.)
Mentre le particelle sono troppo grandi per colpire proteine specifiche, Gizzatov ha detto che potrebbe anche essere possibile modificarli con elementi che aumenteranno il loro accumulo nei tumori.
