Las botellas de sílice diminutas llenas de medicamentos y un material especial sensible a la temperatura podrían usarse para administrar medicamentos para matar células malignas solo en ciertas partes del cuerpo, según un estudio publicado recientemente por investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia.
El equipo de investigación ideó una forma de crear esferas huecas a base de sílice de alrededor de 200 nanómetros de tamaño, cada una con un pequeño orificio en la superficie que podría permitir que las esferas encapsularan una amplia gama de cargas útiles para ser liberadas más tarde solo a ciertas temperaturas.
En el estudio, que se publicó el 4 de junio en la revista Edición internacional Angewandte Chemie , los investigadores describen el empaque de las esferas con una mezcla de ácidos grasos, un tinte infrarrojo cercano y un medicamento contra el cáncer. Los ácidos grasos permanecen sólidos a la temperatura del cuerpo humano pero se derriten unos pocos grados por encima. Cuando un láser infrarrojo es absorbido porel tinte, los ácidos grasos se derretirán rápidamente para liberar el fármaco terapéutico.
"Este nuevo método podría permitir que las terapias de infusión apunten a partes específicas del cuerpo y potencialmente negar ciertos efectos secundarios porque el medicamento se libera solo cuando hay una temperatura elevada", dijo Younan Xia, profesor y presidente de la familia Brock en Wallace H.Departamento de Ingeniería Biomédica de Coulter en Georgia Tech y Emory University. "El resto del medicamento permanece encapsulado por los ácidos grasos sólidos dentro de las botellas, que son biocompatibles y biodegradables".
Los investigadores también demostraron que el tamaño del orificio podía modificarse, lo que permite que las nanocápsulas liberen sus cargas útiles a diferentes velocidades.
"Este enfoque es muy prometedor para aplicaciones médicas que requieren la liberación de medicamentos de manera controlada y tiene ventajas sobre otros métodos de liberación controlada de medicamentos", dijo Xia.
Un método anterior para lograr la liberación controlada del fármaco implica cargar el material sensible a la temperatura en lipoproteínas de baja densidad, lo que a menudo se conoce como "colesterol malo". Otro método implica cargar la mezcla en nano jaulas de oro. Ambos tienen desventajas en cómoSegún el estudio, el material utilizado para encapsular las drogas interactúa con el cuerpo.
Para hacer las botellas a base de sílice, el equipo de investigación comenzó fabricando esferas de poliestireno con una pequeña nanopartícula de oro incrustada en su superficie. Las esferas se recubren con un material a base de sílice en todas partes, excepto donde se incrusta la nanopartícula de oro.Una vez que se eliminan el oro y el poliestireno, solo queda una esfera de sílice hueca con una pequeña abertura. Para ajustar el tamaño de la abertura, los investigadores simplemente cambiaron el tamaño de la nanopartícula de oro.
El proceso para cargar las botellas con su carga útil implica remojar las esferas en una solución que contiene la mezcla, eliminar el aire atrapado, luego lavar el exceso de material y la carga útil con agua. Las nanocápsulas resultantes contienen una mezcla uniforme de las sustancias sensibles a la temperaturamaterial, la droga terapéutica y el tinte.
Para probar el mecanismo de liberación, los investigadores colocaron las nanocápsulas en agua y usaron un láser de infrarrojo cercano para calentar el tinte mientras rastreaban la concentración del agente terapéutico liberado. La prueba confirmó que sin el uso del láser, el medicamento permaneceencapsulado. Después de varios minutos de calentamiento, las concentraciones de la terapéutica se elevaron en el agua.
"Este sistema de liberación controlada nos permite lidiar con los impactos adversos asociados con la mayoría de los quimioterapéuticos al liberar solo el medicamento a una dosis superior al nivel tóxico dentro del sitio enfermo", dijo Jichuan Qiu, un becario postdoctoral en el grupo Xia.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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