En un gran avance en metamateriales, por primera vez en el mundo, Los investigadores de la Universidad de Tel Aviv han desarrollado una nanotecnología innovadora que transforma una nanopartícula de calcita transparente en una partícula brillante parecida al oro. En otras palabras, convirtieron la partícula transparente en una partícula que es visible a pesar de sus dimensiones muy pequeñas. Según los investigadores, el nuevo material puede servir como plataforma para tratamientos innovadores contra el cáncer.

En un nuevo artículo publicado en Materiales avanzados , un equipo internacional de científicos, coordinado por el Dr. Roman Noskov y el Dr. Pavel Ginzburg de la Facultad de Ingeniería Iby y Aladar Fleischman de la Universidad de Tel Aviv, El profesor Dmitry Gorin del Centro de Fotónica y Materiales Cuánticos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo (Skoltech) y el Dr. Evgeny Shirshin de M.V. Universidad Estatal Lomonosov de Moscú, ha introducido el concepto de suministro biofriendly de resonancias ópticas a través de un metamaterial mesoscópico, un material con propiedades que no se encuentran en la naturaleza. Este enfoque abre perspectivas prometedoras para la multifuncionalidad en los sistemas biomédicos, permitiendo el uso de una sola nanopartícula hecha por un diseñador para la detección, terapia fototermal, tomografía fotoacústica, bioimagen, y administración de fármacos dirigida.

"Este concepto es el resultado de un pensamiento interdisciplinario en la interfaz entre la física de los metamateriales y la química bioorgánica, con el objetivo de satisfacer las necesidades de la nanomedicina. Pudimos crear un metamaterial submicrónico mesoscópico a partir de componentes biocompatibles que demuestra fuertes resonancias de Mie que cubren la ventana espectral del infrarrojo cercano en la que los tejidos biológicos son transparentes. "dice el Dr. Roman Noskov.

Las nanoestructuras capaces de localizar la luz a nanoescala y de realizar varias funciones son muy deseables en una gran cantidad de aplicaciones biomédicas. Sin embargo, la biocompatibilidad suele ser un problema, ya que la ingeniería de propiedades ópticas a menudo requiere el uso de compuestos y productos químicos tóxicos. Los investigadores han resuelto este problema empleando nano semillas de oro y esferulitas de vaterita porosa (carbonato de calcio), actualmente se consideran vehículos prometedores para la administración de fármacos. Este enfoque implica la infusión controlable de nano semillas de oro en un andamio de vaterita que da como resultado un metamaterial mesoscópico —vaterita dorada— cuyas propiedades de resonancia se pueden ajustar ampliamente cambiando la cantidad de oro dentro de la vaterita. Adicionalmente, La alta capacidad de carga útil de las esferulitas de vaterita permite la carga simultánea de fármacos y etiquetas fluorescentes. Para ejemplificar el desempeño de su sistema, Los investigadores demostraron un calentamiento láser eficiente de la vaterita dorada en longitudes de onda del rojo y del infrarrojo cercano. muy deseable en la terapia fototérmica, y tomografía fotoacústica.

El profesor Pavel Ginzburg resume, "Esta nueva plataforma permite el alojamiento de múltiples funcionalidades, como simples complementos que se pueden introducir casi a pedido. Junto con la imagen óptica y la termoterapia, Visibilidad de resonancia magnética, Se pueden introducir materiales biomédicos funcionales y muchas otras modalidades dentro de una partícula de nanoescala en miniatura. Creo que nuestros esfuerzos de colaboración conducirán a demostraciones in vivo, lo que allanará el camino para una nueva tecnología biomédica ".