Los investigadores de la Universidad Case Western Reserve han recibido un premio de $ 540, 000 subvención federal para idear métodos para construir estructuras diminutas diseñadas para administrar con precisión medicamentos a los tumores o transportar tintes que ayuden a las tecnologías de imágenes a detectar enfermedades, crear nanocables y nanoelectrónicos más eficientes, y más.

La construcción de estructuras definidas con precisión a nanoescala ha demostrado ser un desafío para los químicos. Para proporcionar control y precisión, los investigadores proponen construir nanoestructuras poliméricas complejas en andamios hechos de virus vegetales, organismos diminutos que infectan las células vegetales pero que son benignos fuera de la planta.

Jon Pokorski, profesor asistente de ciencia e ingeniería macromolecular, y Nicole Steinmetz, profesor asistente de ingeniería biomédica, utilizará la subvención de tres años de la Fundación Nacional de Ciencias Macromolecular, Programa Supramolecular y Nanoquímica para probar tres métodos de síntesis de nanoestructuras en forma de varilla.

Típicamente, Los científicos construyen nanopolímeros a partir de pequeñas cadenas de polímeros que se autoensamblan y se utilizan para hacer películas. supercristales y dispositivos de administración de fármacos. Pero siempre hay imperfecciones en el montaje.

"Mediante el uso de una plantilla, el virus, podemos producir un recubrimiento de polímero uniformemente disperso que produce propiedades más consistentes y eficientes, "Dijo Pokorski." Y esto es muy modular; se puede aplicar a muchos usos ".

Controlando el tamaño y las características de la superficie, esperan reducir o eliminar los efectos secundarios tóxicos que pueden ser causados ​​por esas dos propiedades durante la administración del fármaco, él dijo.

Steinmetz, una persona designada por la Escuela de Medicina Case Western Reserve, construirá las plantillas utilizando el virus del mosaico del tabaco. En lugar de hacer esferas, el objetivo es hacer materiales que sean considerablemente más largos que anchos, llamados materiales de "aspecto alto".

"La propiedad física los hace más útiles para nanocables y electrónica y aplicaciones en el cuerpo, " ella dijo.

Las partículas del virus del tabaco miden aproximadamente 300 nanómetros por 18 nanómetros, pero Steinmetz controlará los tamaños mediante ingeniería genética, "lo que nos da más control del que podríamos tener utilizando métodos de producción puramente químicos, " ella dijo.

Pokorski agregará polímeros. La forma de la varilla permite atar un polímero con una función, como transportar medicamentos, a un extremo, y otro con una función diferente, como llevar un tinte de imagen, al otro.

"O, " él explicó, "Podemos cultivar un polímero en el exterior y un polímero diferente en el interior porque el virus de la planta es un tubo hueco".

Además de utilizar nanopartículas como vehículos para llevar medicamentos a objetivos específicos, podrían utilizarse como conectores eléctricos, reemplazando los nanotubos de carbono utilizados para vincular la nanoelectrónica.