La pelle è uno degli organi più grandi e accessibili del corpo umano, ma penetrare nei suoi strati profondi per trattamenti medicinali e cosmetici sfugge ancora alla scienza.

Sebbene ci siano alcuni rimedi, come i cerotti alla nicotina per smettere di fumare, somministrati attraverso la pelle, questo metodo di trattamento è raro poiché le particelle che penetrano non devono essere più grandi di 100 nanometri. Creare strumenti efficaci utilizzando particelle così minuscole è una grande sfida. Poiché le particelle sono così piccole e difficili da vedere, è altrettanto difficile determinare la loro posizione esatta all'interno del corpo, informazioni necessarie per garantire che raggiungano il tessuto bersaglio previsto. Oggi tali informazioni si ottengono attraverso biopsie invasive, spesso dolorose.

Un nuovo approccio, sviluppato dai ricercatori dell'Università Bar-Ilan in Israele, fornisce una soluzione innovativa per superare entrambe queste sfide. Combinando tecniche di nanotecnologia e ottica, hanno prodotto minuscole particelle di diamante (nanometriche) così piccole da essere in grado di penetrare nella pelle per fornire rimedi medicinali e cosmetici. Inoltre, hanno creato un metodo ottico sicuro basato sul laser che quantifica la penetrazione del nanodiamante nei vari strati della pelle e ne determina la posizione e la concentrazione all'interno del tessuto corporeo in modo non invasivo, eliminando la necessità di una biopsia.

Questa innovazione è stata appena pubblicata dai ricercatori dell'Istituto di nanotecnologia e materiali avanzati dell'Università, in collaborazione con la Facoltà di Ingegneria e il Dipartimento di Chimica di Kofkin, sulla rivista scientifica ACS Nano .

I nanodiamanti, di dimensioni pari a un milionesimo di millimetro, sono prodotti facendo esplodere esplosivi all'interno di una camera chiusa. In queste condizioni l'alta temperatura e la pressione fanno sì che gli atomi di carbonio presenti negli esplosivi si fondano insieme. I nanodiamanti creati nel processo sono abbastanza piccoli da penetrare nei tessuti e persino nelle cellule senza causare danni.

Nanodiamanti e somministrazione di farmaci

Proprio come i camion che effettuano consegne, i diamanti artificiali possono fornire vari farmaci agli obiettivi previsti e la loro distanza e posizione possono essere controllate a causa delle dimensioni ridotte dei nanodiamanti. L'approccio alla somministrazione di farmaci mediante nanoparticelle si è già dimostrato efficace in precedenti ricerche.

I nanodiamanti di recente sviluppo presso la Bar-Ilan University si sono anche dimostrati efficaci antiossidanti. Questa proprietà garantisce che le particelle che penetrano nel corpo siano sicure e terapeutiche, poiché le loro proprietà chimiche consentono loro di essere rivestite con farmaci prima del loro inserimento nel corpo.

Tracciamento dei nanodiamanti attraverso l'ottica

Il metodo ottico sviluppato dal team di ricerca consente loro di identificare le concentrazioni relative di particelle di nanodiamante nei diversi strati della pelle (epidermide, derma e grasso) attraverso un rilevamento sicuro e non invasivo basato su un laser a lunghezza d'onda blu, una scoperta di per sé unica data il fatto che i laser a lunghezza d'onda rossa sono generalmente utilizzati negli esami e nei trattamenti medici umani. Per determinare la loro posizione nella pelle e in quale concentrazione, i pazienti vengono brevemente esposti al raggio laser blu. Un sistema ottico crea un'immagine 3D simile a una fotografia attraverso la quale i cambiamenti ottici nel tessuto trattato possono essere estratti e confrontati con il tessuto adiacente non trattato utilizzando un algoritmo appositamente creato.

"Si tratta di uno sviluppo significativo in dermatologia e ingegneria ottica", afferma il prof. Dror Fixler, direttore dell'Istituto di nanotecnologie e materiali avanzati dell'Università di Bar-Ilan e membro del gruppo di ricerca. "Potrebbe aprire la porta allo sviluppo di farmaci applicati attraverso la pelle insieme a moderni preparati cosmetici che utilizzano nanotecnologie avanzate". La ricerca di Fixler, assistita dalla ricercatrice Channa Shapira e altri, dimostra l'importanza dell'innovazione ottica nell'applicazione clinica. + Esplora ulteriormente

Utilizzo dei nanodiamanti per monitorare la temperatura all'interno delle celle