(PhysOrg.com) - Investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado una nanocaja de oro recubierta de polímero que no solo se abre en respuesta a la luz para liberar una pequeña cantidad de la carga útil de un fármaco, pero luego se cierra cuando se apaga la luz, dejando este nanodispositivo listo para administrar otra dosis de fármaco cuando se lo solicite. Liberar cantidades cuidadosamente tituladas de un fármaco solo cerca del tejido que es el objetivo previsto del fármaco, este sistema de administración tiene el potencial de maximizar los efectos beneficiosos de un fármaco al tiempo que minimiza sus efectos secundarios.
Este trabajo, dirigido por Younan Xia, Doctor., fue publicado en la revista Materiales de la naturaleza .
La clave de la capacidad de respuesta de la nanojaula a la luz reside en un fenómeno físico conocido como resonancia de plasmón superficial. Algunos de los electrones de la nanojaula de oro no están anclados a átomos individuales, sino que forman un gas de electrones que flota libremente. La luz que cae sobre estos electrones puede hacer que oscilen como uno solo. Esta oscilación colectiva, el plasmón de superficie, ocurre en una longitud de onda particular, o color, eso depende del grosor de las paredes de la jaula. A medida que se deposita más oro en las jaulas y sus paredes se hacen más gruesas, una suspensión de nanojaulas cambia de rojo a longitudes de onda en el infrarrojo cercano. Los tejidos biológicos son en gran parte transparentes a la luz del infrarrojo cercano.
La resonancia del plasmón superficial en realidad tiene dos partes. En la frecuencia resonante, la luz se puede esparcir de las jaulas, absorbido por ellos, o una combinación de estos dos procesos. Es el componente de absorción que los científicos explotan para abrir y cerrar las nanocajas. A medida que las nanojaulas absorben la luz, se calientan, desencadenando un cambio en un polímero especial que responde al calor de una manera interesante. El polímero poli (N-isopropilacrilamida), y sus derivados tienen lo que se llama temperatura crítica. Cuando alcanzan esta temperatura, experimentan una transformación llamada cambio de fase.
Si la temperatura es inferior a la temperatura crítica, las cadenas de polímero son amantes del agua y se destacan de la jaula como cepillos. Los cepillos sellan los poros de la jaula y evitan que su carga se filtre. Pero a medida que la jaula de oro responde a la luz y se calienta por encima de la temperatura crítica, las cadenas de polímero evitan el agua, encogerse y colapsar. Mientras se encogen los poros de la jaula se abren, liberando su contenido. La cantidad de fármaco que se difunde fuera de las jaulas depende de cuánto tiempo permanezcan calientes las jaulas. que a su vez depende de cuánto tiempo les ilumine la luz.
Para que este proceso de apertura y cierre sea médicamente útil, los investigadores adaptaron la temperatura crítica del polímero para que cayera por encima de la temperatura corporal (37 ° C) pero muy por debajo de 42 ° C, la temperatura a la que el calor comenzaría a matar las células. Las pruebas con nanocajas cargadas con doxorrubicina mostraron que la luz desencadenaba la liberación del fármaco como se esperaba, desencadenando la muerte del cultivo de células de cáncer de mama en crecimiento.
Este trabajo se detalla en un artículo titulado, "Nanojaulas de oro cubiertas por polímeros inteligentes para liberación controlada con luz infrarroja cercana". Un resumen de este artículo está disponible en el sitio web de la revista.
Proporcionado por el Instituto Nacional del Cáncer (noticias:web)
