Ricercatori dell'Università della California, San Diego ha dimostrato che un micromotore alimentato dall'acido dello stomaco può fare un giro a bolle all'interno di un topo. Questi piccoli motori, ciascuno circa un quinto della larghezza di un capello umano, potrebbe un giorno offrire un modo più sicuro ed efficiente per somministrare farmaci o diagnosticare tumori.

L'esperimento è il primo a dimostrare che questi micromotori possono operare in sicurezza in un animale vivente, hanno affermato i professori Joseph Wang e Liangfang Zhang del dipartimento di nanoingegneria della Jacobs School of Engineering della UC San Diego.

Wang, Zhang e altri hanno sperimentato diversi design e sistemi di alimentazione per micromotori che possono viaggiare nell'acqua, sangue e altri fluidi corporei in laboratorio. "Ma questo è il primo esempio di caricamento e rilascio di un carico in vivo, " ha detto Wang. "Abbiamo pensato che fosse la logica estensione del lavoro che abbiamo fatto, per vedere se questi motori potrebbero essere in grado di nuotare nell'acido dello stomaco."

L'acido dello stomaco reagisce con il corpo di zinco dei motori per generare un flusso di microbolle di idrogeno che spingono i motori in avanti. Nel loro studio pubblicato sulla rivista ACS Nano , i ricercatori riferiscono che i motori si sono fermati saldamente nel rivestimento dello stomaco dei topi. Poiché i motori di zinco vengono dissolti dall'acido, scompaiono in pochi giorni senza lasciare tracce chimiche tossiche.

Quando hanno caricato i motori con un "carico utile" di prova di nanoparticelle d'oro, Wang, Zhang e i loro colleghi hanno scoperto che più di queste particelle raggiungevano il rivestimento dello stomaco quando trasportate dai motori, rispetto a quando le sole particelle sono state ingerite. I motori hanno fornito 168 nanogrammi di oro per grammo di tessuto gastrico, rispetto ai 53,6 nanogrammi per grammo che è stato consegnato attraverso la tradizionale via orale.

"Questo lavoro iniziale verifica che questo motore può funzionare in un vero animale ed è sicuro da usare, " disse Zhang.

Nell'esperimento, i topi hanno ingerito minuscole gocce di soluzione contenente centinaia di micromotori. I motori si attivano non appena colpiscono l'acido dello stomaco e zoomano verso il rivestimento dello stomaco a una velocità di 60 micrometri al secondo. Possono autopromuoversi in questo modo per un massimo di 10 minuti.

Questa esplosione propulsiva ha migliorato la capacità dei motori a forma di cono di penetrare e aderire allo strato mucoso che copre la parete dello stomaco, ha spiegato Zhang. "È il motore che può colpire questo strato viscoso e restarci, che è un vantaggio rispetto ai sistemi di consegna più passivi, " Egli ha detto.

I ricercatori hanno scoperto che quasi quattro volte più micromotori di zinco si sono fatti strada nel rivestimento dello stomaco rispetto ai micromotori a base di platino, che non reagiscono e non possono essere alimentati dall'acido dello stomaco.

Wang ha affermato che potrebbe essere possibile aggiungere capacità di navigazione e altre funzioni ai motori, per aumentare il loro potenziale di targeting. Ora che il suo team ha dimostrato che i motori funzionano negli animali vivi, ha notato, nanomacchine simili potrebbero presto trovare una varietà di applicazioni tra cui la somministrazione di farmaci, diagnostica, nanochirurgia e biopsie di tumori difficili da raggiungere.