Per più di tre decenni, i nanomateriali biomedici sono stati sviluppati con successo a beneficio della teranostica, un termine composto che si riferisce alla diagnosi e al trattamento dei tumori. Le nanoparticelle devono raggiungere il sito del tumore e il suo distinto microambiente per indirizzare il trattamento per il tumore.

Studi recenti mostrano che le proprietà fisiche delle nanoparticelle, in particolare la loro dimensione e forma, influenzano notevolmente i loro comportamenti biologici. Il controllo di queste proprietà del materiale è necessario per garantire che il trattamento venga rilasciato dal tumore, dopo che le particelle sono circolate attraverso vari altri microambienti fisiologici sani.

In Recensioni di Fisica Applicata , ricercatori cinesi e statunitensi esaminano come la biologia innesca cambiamenti morfologici in determinati tipi di nanoparticelle. Questi tipi di particelle sono chiamati nanoparticelle trasformabili intelligenti, perché possono alterare la loro dimensione e forma in seguito alla stimolazione dell'ambiente circostante.

Queste nanoparticelle trasformabili intelligenti sono particolarmente promettenti per la teranostica del tumore perché le loro proprietà fisiche si adatteranno alla fisiologia. Questi adattamenti migliorano la circolazione delle particelle, la biodistribuzione, la penetrazione del tumore, la ritenzione del tumore e la distribuzione subcellulare per una terapia mirata.

"Le nanoparticelle trasformabili intelligenti possono alterare le loro morfologie in condizioni fisiologiche diverse a seconda delle esigenze terapeutiche", ha affermato il coautore Jianxun Ding. "Nel nostro studio, riveliamo i progetti strutturali per questi sistemi intelligenti, nonché i meccanismi approfonditi delle trasformazioni."

I ricercatori presentano i progetti di nanoparticelle trasformabili come linea guida per la loro costruzione e discutono le applicazioni biomediche nel regno della teranostica. Ding e i suoi colleghi mostrano la loro intuizione attraverso nuove classificazioni per la progettazione della trasformazione delle nanoparticelle e i meccanismi che contribuiscono al cambiamento.

Ad esempio, i ricercatori dividono la trasformazione del design in due grandi categorie:dimensioni e forma. Per le nanoparticelle trasformabili in dimensioni, le alterazioni sono ulteriormente suddivise in trasformazioni da piccola a grande e da grande a piccola. Lo studio rivela progetti dettagliati e razionali di nanoparticelle trasformabili in base alle loro strutture.

Per quanto riguarda i meccanismi che contribuiscono alla trasformazione delle nanoparticelle, "riteniamo che la struttura e gli stimoli abbiano entrambi fornito un grande contributo", ha affermato Ding. "Ad esempio, diversi valori di pH hanno deciso il sito preciso per la trasformazione, che è correlato a condizioni fisiologiche, extracellulari ed endo/lisosomiali variabili."

Le nanoparticelle con morfologie fisiche costanti sono state ampiamente studiate e applicate nella teranostica dei tumori in passato, mentre studi più recenti sui fenomeni di trasformazione delle nanoparticelle si sono concentrati principalmente sulla risposta agli stimoli. Finora, tuttavia, non c'è stata una discussione approfondita sui progetti e le applicazioni delle nanoparticelle trasformabili in morfologia.

"La nostra revisione copre la progettazione della struttura, il meccanismo di trasformazione e l'applicazione biomedica di nanoparticelle trasformabili intelligenti e include anche prospettive sui loro limiti", ha affermato Ding. "Riteniamo che questa recensione farà luce su questo importante campo". + Esplora ulteriormente

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