Investigadores de la Universidad ITMO han desarrollado un nuevo enfoque para obtener cristales fotónicos magnéticos no tóxicos, expandiendo sus aplicaciones de la fotónica a la biomedicina. Las nanoesferas fabricadas con el nuevo método pueden usarse para diseñar medicamentos para combatir la trombosis y el cáncer. Los resultados de la investigación fueron publicados en Informes científicos .

Un cristal fotónico magnético (MPC) es básicamente un complejo de nanopartículas que pueden cambiar selectivamente sus espectros de reflectancia bajo la influencia de un campo magnético aplicado. Estos cristales se pueden utilizar en fotónica para fabricar fibras ópticas, filtros y otras aplicaciones. Sin embargo, existen problemas relacionados con la síntesis convencional de MPC. Este procedimiento requiere equipo sofisticado, alta temperatura y presión y productos químicos altamente tóxicos.

Científicos de la Universidad ITMO junto con sus colegas de la Universidad Electrotécnica de San Petersburgo y N.N. El Centro Ruso de Investigación del Cáncer Blokhin ha propuesto un sencillo Método económico que permite la producción de MPC en condiciones suaves y sin productos químicos tóxicos. El método se basa en el proceso de desestabilización controlada de una solución de nanopartículas magnéticas, resultando en la formación de nanocristales más grandes. La característica clave del proceso es que se sabe que los reactivos utilizados para este propósito no son tóxicos y están aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos y la Agencia Médica Europea para la administración parenteral. Los nanocristales resultantes tienen tamaños similares, excelente estabilidad y puede formar estructuras periódicas bajo la influencia de campos magnéticos. Tales características permiten regular la longitud de onda de la luz reflejada por los nanocristales, que puede ser útil para construir sensorial, sistemas de comunicación y navegación.

Debido a su biocompatibilidad, tales nanoesferas también se pueden usar en biomedicina para la administración de fármacos dirigida. "A diferencia de sus alternativas, nuestro método es adecuado para diversos campos y no solo para la óptica y la fotónica. Debido a las condiciones leves de síntesis, podemos modificar nuestra técnica para incorporar fármacos en la estructura de las nanoesferas, "dice Andrey Drozdov, investigadora del Laboratorio SCAMT de la Universidad ITMO. "Actualmente estamos trabajando en medicamentos para la trombosis y el tratamiento del cáncer de mama. Dado que evitamos el uso de sustancias químicas tóxicas, estos medicamentos son seguros para inyectar en el cuerpo. Tan pronto como alcancen el tejido requerido, podemos aplicar un campo magnético para separar MNS y liberar el medicamento con precisión ".

Otra ventaja del método sugerido es la flexibilidad. La desestabilización controlable permite a los investigadores obtener nanoesferas de varios materiales o sus mezclas. "En esta investigación hemos utilizado magnetita, óxido de hierro con una fuerte respuesta al campo magnético. Al agregar otros óxidos metálicos, sin embargo, podríamos lograr nanoesferas híbridas con características que antes eran inconcebibles, "dice Andrey Drozdov.