Partículas mesoporosas de silicio, también conocido como SiMPS, alrededor de 1, 000 nanómetros de diámetro contienen miles de partículas mucho más pequeñas de óxido de hierro. Los SiMP pueden manipularse mediante imanes y acumularse en el sitio de los tumores, donde se pueden calentar para matar tumores malignos o desencadenar la liberación de medicamentos. Las partículas fueron creadas por un equipo internacional dirigido por científicos de la Universidad Rice y el Instituto de Investigación del Hospital Metodista en Houston. Crédito:The Wilson Group
(Phys.org) - Las partículas submicroscópicas que contienen partículas aún más pequeñas de óxido de hierro podrían hacer que la resonancia magnética (MRI) sea una herramienta mucho más poderosa para detectar y combatir enfermedades.
Los científicos de la Universidad de Rice y el Instituto de Investigación del Hospital Metodista (TMHRI) dirigieron un equipo internacional de investigadores en la creación de partículas compuestas que pueden inyectarse en los pacientes y guiarse por campos magnéticos. Una vez en posición, las partículas se pueden calentar para matar tejidos malignos o desencadenar la liberación de fármacos en el sitio.
Las "nanoconstrucciones" deberían degradarse por completo y abandonar el cuerpo en unos pocos días. ellos informaron.
La investigación aparece en línea en la revista. Materiales funcionales avanzados .
El equipo dirigido por el químico de Rice Lon Wilson y el científico de TMHRI Paolo Decuzzi estaba buscando una manera de superar los desafíos presentados por las partículas de óxido de hierro que son buenas en algunas cosas pero no en otras. dependiendo de su tamaño.
Las partículas de óxido de hierro tienen muchas cualidades excelentes:se pueden manipular con imanes, proporcionan un excelente contraste bajo resonancia magnética, crean calor cuando se activan y se degradan rápidamente. Pero no pueden hacer todo eso a la vez. El equipo necesitaba una forma de desacoplar las funciones de sus tamaños.
La respuesta fue empaquetar miles de partículas de óxido de hierro, con núcleos magnéticos tan pequeños como 5 nanómetros de diámetro, dentro de partículas más grandes.
Las nanoconstrucciones que contienen partículas de óxido de hierro podrían hacer que la resonancia magnética sea una herramienta mucho más poderosa para detectar y combatir enfermedades. Crédito:Ayrat Gizzatov
Los investigadores hicieron dos de tales nanoconstrucciones, incrustación de partículas de óxido de hierro en partículas mesoporosas de silicio (SiMP) y nanoconstrucciones poliméricas discoidales (DPN). Sabían por investigaciones anteriores que los SiMP y DPN de tamaño submicrónico se acumulan naturalmente dentro de los vasos sanguíneos del tumor.
El óxido de hierro mejora la capacidad de colocar y mantener las partículas en su lugar con imanes, dijo el autor principal y estudiante graduado de Rice, Ayrat Gizzatov. "Se sienten atraídos por el imán, y que induce otra interacción magnética dipolo-dipolo entre las partículas y aumenta su mecanismo de comunicación entre partículas, " él dijo.
Las pruebas mostraron que las partículas de óxido de hierro hicieron que las nanoconstrucciones fueran 10 veces mejores que los agentes de contraste tradicionales, lo que equivalía a dosis de hierro significativamente más bajas que las que se utilizan en la práctica actual.
La nueva investigación también mostró que, como principio general, confinar agentes de contraste de resonancia magnética (como el óxido de hierro) en estructuras geométricas mejora su relajación, la propiedad que hace que los agentes aparezcan en las imágenes de resonancia magnética. (Cuanto menor sea el tiempo de relajación, cuanto mayor sea el contraste en la imagen.)
Si bien las partículas son demasiado grandes para apuntar a proteínas específicas, Gizzatov dijo que también podría ser posible modificarlos con elementos que aumentarán su acumulación en tumores.
