(Phys.org) — I ricercatori dell'Università della Georgia e i loro collaboratori hanno sviluppato una nuova tecnica per migliorare il trattamento dell'ictus che utilizza nanomotori controllati magneticamente per trasportare rapidamente un farmaco che rompe i coaguli a ostruzioni potenzialmente letali nei vasi sanguigni.

L'unico farmaco attualmente approvato per il trattamento dell'ictus acuto:attivatore del plasminogeno tissutale ricombinante, o t-PA:viene somministrato per via endovenosa ai pazienti dopo la comparsa dei primi sintomi di ictus ischemico. La proteina nel farmaco dissolve i coaguli di sangue che causano ictus e altri problemi cardiovascolari, come embolie polmonari e attacchi di cuore.

"La nostra tecnologia utilizza nanobarre magnetiche che, quando iniettato nel flusso sanguigno e attivato con magneti rotanti, agire come ancorette per guidare t-PA al sito del coagulo, " disse Yiping Zhao, coautore di un articolo che descrive i risultati in ACS Nano e professore di fisica nel Franklin College of Arts and Sciences di UGA. "I nostri risultati preliminari mostrano che la rottura dei coaguli può essere aumentata fino a due volte rispetto al trattamento con il solo t-PA".

Collaborando con i loro partner medici, i ricercatori hanno testato il loro approccio nei topi che imitano i coaguli di sangue negli esseri umani. Una volta formato il coagulo, hanno iniettato una miscela di t-PA e un piccolo numero di nanobarre magnetiche di soli 300 nanometri di diametro. A titolo di confronto, un singolo capello umano è circa 80, 000 a 100, 000 nanometri di larghezza.

Entrando nel flusso sanguigno, i nanorod sono attivati ​​da due magneti rotanti, che fanno ruotare le particelle appositamente progettate non diversamente da una serie di piccoli ventilatori, spingendo il farmaco nel sito del coagulo.

L'ictus è la seconda causa di morte nel mondo, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, mentre i Centers for Disease Control and Prevention stimano che un americano muore di ictus ogni quattro minuti.

"Abbiamo a che fare con un'enorme popolazione di pazienti che hanno un disperato bisogno di nuovi trattamenti, " disse Leidong Mao, coautore di articoli e professore associato presso il College of Engineering di UGA.

Uno dei rischi più significativi del trattamento con t-PA è il sanguinamento incontrollato. Mentre il farmaco può dissolvere con successo coaguli pericolosi, inoltre previene temporaneamente la formazione di coaguli in tutto il corpo, rendendo i pazienti vulnerabili all'emorragia.

"Vogliamo migliorare l'efficacia di questo farmaco, perché troppo può portare a gravi problemi di sanguinamento, " disse Rui Cheng, coautore di articoli e studente laureato presso il College of Engineering di UGA. "Questo approccio potrebbe un giorno consentire ai medici di utilizzare meno farmaco, ma con efficacia uguale o migliorata."

Il team di ricerca prevede di continuare la sua indagine utilizzando nanotubi realizzati con nuovi materiali più compatibili con il corpo umano, ma avvertono che questi risultati sono preliminari, e più ricerca deve essere fatta per perfezionare la tecnica.

"Vogliamo anche sviluppare un modello chimico per illustrare la relazione tra la velocità di dissoluzione del coagulo e altri parametri sperimentali, " ha detto Weijie Huang, studente laureato in fisica presso UGA.

"Con un ulteriore sviluppo, pensiamo che questo potrebbe essere un passo importante per un migliore trattamento dei coaguli nei piccoli vasi sanguigni, " Zhao ha detto. "Il nostro team sta già lavorando a nuovi approcci per portare ulteriormente questo concetto collaudato".

Altri autori sulla carta includono Lijie Huang e Kunlin Jin, Centro di scienze della salute dell'Università del Texas settentrionale; Bo Yang, Università del Texas; e Qichuan ZhuGe, Università medica di Wenzhou.

Per una versione completa del documento in ACS Nano, vedere pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nn5029955.