Nel corso dell'ultimo secolo, ci sono stati progressi sorprendenti nella scienza medica, che porta allo sviluppo di efficienti, farmaci efficaci per il trattamento del cancro e di un'ampia varietà di altre malattie. Ma la dispersione casuale dei farmaci in tutto il corpo spesso ne riduce l'efficacia e, persino peggio, danneggia i tessuti sani. Un primo esempio di ciò è l'uso di farmaci chemioterapici, che lavorano per bloccare la divisione cellulare, causando perdita di capelli e problemi intestinali nei pazienti oncologici (la crescita dei capelli e l'eliminazione delle scorie dipendono entrambe dal rapido ricambio cellulare).

Ciò ha portato a uno sforzo globale per sviluppare sistemi più intelligenti per la somministrazione di farmaci che si rivolgeranno in modo più efficace alla parte specifica del corpo colpita dal cancro, bypassando il tessuto sano. Un recente numero di Materiali e interfacce applicati ACS presenta il lavoro innovativo nel campo della Facoltà di Biotecnologie e Ingegneria Alimentare Technion.

La dottoranda Alona Shagan e l'assistente professore Boaz Mizrahi hanno sviluppato una tecnologia che consente di somministrare e rilasciare farmaci solo al tessuto malato a cui mira il farmaco. Il nuovo metodo utilizza un rivestimento polimerico unico che contiene particelle d'oro su scala nanometrica, oltre al farmaco stesso. Il farmaco viene rilasciato solo quando una luce illumina le particelle d'oro, provocando la fusione del rivestimento polimerico.

"I materiali fotoattivati ​​svolgono un ruolo fondamentale in una serie di applicazioni biomediche, " ha detto Shagan. "Ma nonostante questo enorme potenziale, questi materiali sono usati raramente a causa delle tossine nel rivestimento polimerico stesso, e danni causati dalla luce ad alta energia (onde corte)."

I ricercatori hanno progettato il metodo di consegna unico nel suo genere per il rilascio sotto la luce a onde lunghe (Near-Infrared, NIR). La luce riscalda i nanogusci d'oro, fondere l'imballaggio del polimero, e rilasciando il farmaco. Il vantaggio principale della luce NIR è la sua capacità di penetrare nei tessuti corporei senza danneggiarli.

"Abbiamo sviluppato un materiale con diversi punti di fusione, permettendoci di controllarlo usando basse intensità, " spiega il Prof. Mizrahi. "Il nostro sistema è composto da materiali approvati dalla FDA, e siamo relativamente vicini all'applicazione clinica".

I ricercatori ritengono che questa nuova tecnologia possa essere utilizzata per una varietà di altre applicazioni, come la sigillatura di lesioni interne ed esterne, ritenzione temporanea del tessuto durante l'intervento chirurgico, o come impalcature biodegradabili per la crescita di organi trapiantati. Potrebbe anche essere possibile utilizzare il polimero come parte del processo di autoriparazione, dandogli una vasta gamma di applicazioni mediche e non mediche.

"Questo articolo si concentra sul concetto e sul materiale:come possiamo progettare il materiale per soddisfare questi particolari requisiti fisici e meccanici, " afferma il Prof. Mizrahi. "Il prossimo passo includerà la creazione di particelle che includono i farmaci in modo da poter testare la loro migliore efficacia utilizzando questa tecnologia di somministrazione. Ne parleremo in un prossimo articolo".