Pequeñas botellas de sílice llenas de medicamento y un material especial sensible a la temperatura podrían usarse para administrar medicamentos para matar células malignas solo en ciertas partes del cuerpo. según un estudio publicado recientemente por investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia.

El equipo de investigación ideó una forma de crear esferas huecas a base de sílice de alrededor de 200 nanómetros de tamaño, cada uno con un pequeño orificio en la superficie que podría permitir que las esferas encapsulen una amplia gama de cargas útiles que se liberarán más tarde solo a ciertas temperaturas.

En el estudio, que fue publicado el 4 de junio en la revista Edición internacional Angewandte Chemie , los investigadores describen empacar las esferas con una mezcla de ácidos grasos, un tinte de infrarrojo cercano, y un medicamento contra el cáncer. Los ácidos grasos permanecen sólidos a la temperatura del cuerpo humano, pero se derriten unos grados por encima. Cuando el tinte absorbe un láser infrarrojo, los ácidos grasos se derretirán rápidamente para liberar el fármaco terapéutico.

"Este nuevo método podría permitir que las terapias de infusión se dirijan a partes específicas del cuerpo y potencialmente anulen ciertos efectos secundarios porque el medicamento se libera solo donde hay una temperatura elevada". "dijo Younan Xia, profesor y presidente de la familia Brock en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter en Georgia Tech y Emory University. "El resto del fármaco permanece encapsulado por los ácidos grasos sólidos dentro de las botellas, que son biocompatibles y biodegradables ".

Los investigadores también demostraron que el tamaño del agujero podría cambiarse, permitiendo nanocápsulas que liberan sus cargas útiles a diferentes velocidades.

"Este enfoque es muy prometedor para las aplicaciones médicas que requieren que los medicamentos se liberen de manera controlada y tiene ventajas sobre otros métodos de liberación controlada de medicamentos, "Dijo Xia.

Un método anterior para lograr la liberación controlada del fármaco implica cargar el material sensible a la temperatura en lipoproteínas de baja densidad, que a menudo se conoce como "colesterol malo". Otro método consiste en cargar la mezcla en nanojaulas de oro. Ambos tienen desventajas en la forma en que el material utilizado para encapsular las drogas interactúa con el cuerpo, según el estudio.

Para hacer las botellas a base de sílice, El equipo de investigación comenzó fabricando esferas de poliestireno con una pequeña nanopartícula de oro incrustada en su superficie. Luego, las esferas se recubren con un material a base de sílice en todas partes, excepto donde está incrustada la nanopartícula de oro. Una vez que se eliminan el oro y el poliestireno, sólo queda una esfera hueca de sílice con una pequeña abertura. Para ajustar el tamaño de la abertura, los investigadores simplemente cambiaron el tamaño de la nanopartícula de oro.

El proceso para cargar las botellas con su carga útil implica remojar las esferas en una solución que contiene la mezcla, quitando el aire atrapado, luego lavando el exceso de material y la carga útil con agua. Las nanocápsulas resultantes contienen una mezcla uniforme del material sensible a la temperatura, la droga terapéutica, y el tinte.

Para probar el mecanismo de liberación, Luego, los investigadores pusieron las nanocápsulas en agua y usaron un láser de infrarrojo cercano para calentar el tinte mientras rastreaban la concentración del agente terapéutico liberado. La prueba confirmó que sin el uso del láser, el medicamento permanece encapsulado. Después de varios minutos de calentamiento, concentraciones de la terapéutica se elevó en el agua.

"Este sistema de liberación controlada nos permite lidiar con los impactos adversos asociados con la mayoría de los quimioterapéuticos al liberar el fármaco en una dosis superior al nivel tóxico dentro del sitio enfermo". "dijo Jichuan Qiu, becario postdoctoral en el grupo Xia.