Los diminutos cristales de silicio no causaron problemas de salud en los monos tres meses después de que se inyectaran grandes dosis. marcando un paso adelante en la búsqueda de llevar dichos materiales a las clínicas como agentes de imágenes biomédicas, según un nuevo estudio.

Los resultados, publicado en línea el 10 de julio en la revista ACS Nano , sugieren que los nanocristales de silicio, conocidos como puntos cuánticos, puede ser una herramienta segura para el diagnóstico por imagen en humanos. Los nanocristales absorben y emiten luz en la parte del espectro del infrarrojo cercano, una cualidad que los hace ideales para ver más profundamente en el tejido que las técnicas tradicionales basadas en fluorescencia.

"Puntos cuánticos, o nanocristales, son muy, muy prometedor para aplicaciones de imágenes biomédicas, pero todos están preocupados por la toxicidad y lo que les pasará si se degradan, "dijo el coautor principal Folarin Erogbogbo, un profesor asistente de investigación de la Universidad de Buffalo que desde entonces ha aceptado un nuevo puesto como profesor asistente de ingeniería biomédica en la Universidad Estatal de San José. "Los nanocristales de silicio pueden ser la solución porque no contienen materiales como el cadmio que se encuentran en otros puntos cuánticos, y generalmente se consideran no tóxicos ".

El estudio fue una colaboración entre UB, Hospital General del PLA chino en China, Universidad Estatal de San José, Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur y Universidad de Corea en Corea del Sur. Es parte de un cuerpo de investigación más amplio que muchos de los miembros del equipo han estado realizando para investigar el efecto de varias nanopartículas en modelos animales.

Los investigadores probaron los puntos cuánticos de silicio en macacos rhesus y ratones, inyectando a cada animal 200 miligramos de partículas por kilogramo de peso del animal.

Los análisis de sangre realizados durante los tres meses posteriores no mostraron signos de toxicidad ni en los ratones ni en los monos. y todos los animales parecían sanos durante el transcurso del estudio. Los sujetos comieron, bebió, arreglado explorado y orinado normalmente.

Los cristales de silicio lo hicieron, sin embargo, recoger y permanecer en el hígado y el bazo de los ratones, resultando en efectos secundarios que incluyen inflamación y muerte irregular de las células del hígado.

Curiosamente, no sucedió lo mismo con los macacos rhesus:los órganos de los monos parecían normales, sin el daño visto en los ratones.

Esta discrepancia plantea la cuestión de cuán útiles pueden ser los estudios de toxicidad en ratones para determinar el efecto potencial de un nanocristal en los humanos. dijo el coautor Paras Prasad, Profesor Distinguido de Química de SUNY, física, ingeniería eléctrica y medicina en la UB, y director ejecutivo del Instituto de Láseres de la UB, Fotónica y Biofotónica.

Los puntos cuánticos y otras nanopartículas, debido a su pequeño tamaño, pueden acceder a partes del cuerpo donde las partículas más grandes simplemente no pueden ir. Debido a este y otros factores, las diferencias en la escala anatómica entre ratones y primates pueden ser más importantes en nanomedicina que en otros campos farmacéuticos, Dijo Prasad.

"Incluso en dosis altas, no vimos ningún efecto secundario adverso en los monos a pesar de los problemas en los ratones, "Prasad dijo." Esta es la primera prueba de estos puntos cuánticos de silicio en primates, y los resultados de la investigación marcan un paso adelante hacia posibles aplicaciones clínicas ".

El hecho de que el silicio no se biodegradara en los ratones fue muy sorprendente, dijo el coautor Mark Swihart, profesor de ingeniería química y biológica de la UB y codirector del Centro de Excelencia en Informática de Materiales del Estado de Nueva York de la UB.

"Generalmente, la gente asume que los puntos cuánticos de silicio se biodegradarán, ", Dijo Swihart." No vimos que eso sucediera, y creemos que esto podría deberse al hecho de que cubrimos la superficie con orgánicos, Moléculas aprobadas por la FDA para evitar que los puntos cuánticos se degraden demasiado rápido.

"Es posible que hayamos hecho un trabajo demasiado bueno protegiéndolos, "Swihart continuó." Si realmente mantuviste tu auto hermosamente encerado todo el tiempo, nunca se oxidaría. Eso es lo que hemos hecho con estos puntos cuánticos ".