I docenti della Louisiana Tech University hanno scoperto, per la prima volta, un nuovo nanocomposito formato dall'autoassemblaggio di rame e un componente biologico che si verifica in condizioni fisiologiche, che sono simili a quelli che si trovano nel corpo umano e potrebbero essere utilizzati nella somministrazione mirata di farmaci per combattere malattie come il cancro.
Il gruppo, guidato dal dottor Mark DeCoster, il professore associato James E. Wyche III dotato di ingegneria biomedica presso la Louisiana Tech, ha anche scoperto un modo per realizzare questa sintesi in forma liquida. Ciò consentirebbe di controllare la scala della sintesi verso l'alto o verso il basso, e per far crescere strutture con caratteristiche più grandi, così possono essere osservati.
La scoperta è stata pubblicata il mese scorso sulla rivista GioVE ( Journal of Visualized Experiments ) - un altamente visibile, rivista internazionale peer-reviewed. Dalla sua pubblicazione, l'articolo intitolato, "Generazione di scalabile, Nanocompositi metallici ad alto rapporto d'aspetto in un mezzo liquido biologico" è stato visto centinaia di volte da dozzine di università in tutto il mondo.
"Stiamo attualmente studiando come questo nuovo materiale interagisce con le cellule, " disse DeCoster. "Può essere usato, ad esempio per la consegna di farmaci, che potrebbe essere utilizzato in teoria per combattere malattie come il cancro. Anche, grazie al componente in rame che abbiamo utilizzato, potrebbe esserci dell'elettronica interessante, energia, o applicazioni ottiche che potrebbero avere un impatto sui prodotti di consumo. Inoltre, il rame ha alcune caratteristiche antimicrobiche interessanti e utili.
"Finalmente, come ci ha mostrato la recente fuoriuscita ambientale di rifiuti minerari nei sistemi fluviali, metalli, compreso il rame, a volte possono farsi strada nei sistemi di acqua dolce, quindi i nostri metodi di metallo-composito appena scoperti potrebbero fornire un modo per "legare" il rame indesiderato in una forma utile o più stabile".
DeCoster ha affermato che ci sono stati due aspetti di questa scoperta che hanno sorpreso lui e il suo team di ricerca. Primo, hanno scoperto che una volta formati, questi nanocompositi di rame erano incredibilmente stabili sia in forma liquida che essiccata, ed è rimasto stabile per anni. "Stiamo conducendo questa ricerca da almeno quattro anni e abbiamo un numero di campioni che hanno almeno due anni e sono ancora stabili, " ha detto DeCoster.
Secondo, Il gruppo di DeCoster è rimasto molto sorpreso dal fatto che questi compositi siano resistenti all'agglomerazione, che è il processo mediante il quale il materiale si raggruppa o si attacca insieme.
"Questo è vantaggioso perché ci consente di lavorare con singole strutture per separarle o modificarle chimicamente, " spiega DeCoster. "Quando i materiali si attaccano e si aggregano, come molti fanno, è molto più difficile lavorare con loro in modo logico. Entrambi questi aspetti, però, concordare con la nostra ipotesi che l'autoassemblaggio che abbiamo scoperto consiste nel mettere insieme rame caricato positivamente con cistina contenente zolfo caricato negativamente".
La scoperta della ricerca è stata uno sforzo di squadra che ha incluso gli studenti di DeCoster e Louisiana Tech presso la laurea, livello di master e dottorato. "La qualità del mio team nel mettere insieme uno sforzo sostenuto per capire cosa era necessario per eseguire in modo riproducibile i nuovi metodi di autoassemblaggio e per semplificarli parla davvero bene di ciò che può essere realizzato alla Louisiana Tech University, " Ha detto DeCoster. "Inoltre, il lavoro è molto multidisciplinare, il che significa che erano necessarie nanotecnologie e approfondimenti biologici e biochimici per far funzionare tutto, così come alcuni strumenti essenziali di base che abbiamo alla Louisiana Tech."
DeCoster afferma che il futuro di questa ricerca ha alcuni impatti potenzialmente elevati. Lui e il suo team stanno parlando con colleghi e collaboratori su come testare questi nuovi nanocompositi per applicazioni in bioingegneria e compositi più grandi come materiali che sarebbero abbastanza grandi da essere tenuti in mano.
"La nostra recente pubblicazione del lavoro potrebbe generare un certo interesse e nuove idee, " ha detto DeCoster. "Stiamo lavorando a nuove proposte per finanziare la ricerca e per farla andare avanti. Attualmente stiamo producendo questi materiali in base alle esigenze, sapendo che possono essere archiviati una volta generati, e se scopriamo nuovi usi per i nanocompositi, quindi le domande per i materiali potrebbero portare alla generazione di reddito attraverso una start-up che ho formato".
