Los nanomotores son dispositivos moleculares o a nanoescala que pueden moverse a través de un medio biológico al convertir la energía química en movimiento. y se puede utilizar para la administración de fármacos a partes específicas del cuerpo. Típicamente, los nanomotores utilizan biomoléculas para la propulsión. Sin embargo, estas moléculas pueden sufrir degradación cuando están en el cuerpo. Investigadores del Instituto de Sistemas Moleculares Complejos (ICMS) de la Universidad Tecnológica de Eindhoven (TU / e) junto con investigadores de la Universidad de Soochow, Universidad de Swansea, y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han desarrollado un nuevo enfoque híbrido para nanomotores biodegradables donde las nanopartículas inorgánicas almacenadas en los nanomotores ayudan a propulsar los nanomotores. Este estudio ha sido publicado en la revista Nano letras .

Un área emergente en biomedicina que se está explorando actualmente es el uso de partículas motorizadas que transportan medicamentos al tejido enfermo. Para funcionar correctamente, estas partículas deben ser biocompatibles, biodegradable, y lo suficientemente pequeños para circular y viajar a donde se necesiten.

Un artículo reciente publicado en Nano letras describe la ingeniería y la funcionalidad de un nanomotor que cumple con todos estos requisitos. Esta estructura híbrida, que se compone de un exterior orgánico, se propulsa mediante una nanopartícula inorgánica que actúa como motor que los investigadores han sintetizado dentro del nanomotor. La investigación fue dirigida por Jan van Hest y Loai Abdelmohsen del Instituto de Sistemas Moleculares Complejos de TU / e en colaboración con Samuel Sánchez del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) en Barcelona. así como investigadores basados ​​en China y el Reino Unido.

Nanomotor innovador

El innovador nanomotor híbrido está compuesto por una estructura llamada estomatocito, ensamblado a partir de poli (etilenglicol) -block-poly (D, L-lactida) (PEG-PDLLA) bloques de construcción, que está cargado de dióxido de manganeso, el motor del nanomotor. Los estomatocitos de copolímero de bloque PEG-PDLLA son estructuras en forma de cuenco y tienen una cavidad interior hueca con una pequeña abertura al entorno externo. Investigaciones anteriores han demostrado la capacidad de estas partículas para confinar y proteger un motor o combustible dentro de la cavidad. que luego se puede catalizar para instigar el movimiento a través de entornos biológicos complejos.

Sintetizado en el nanomotor

El presente trabajo ofrece un enfoque novedoso:el motor de dióxido de manganeso se sintetiza dentro del nanomotor de estomatocitos. Cuando este motor de base inorgánica reacciona con el peróxido de hidrógeno, crea nanoburbujas de oxígeno que se expulsan por la pequeña abertura del estomatocito, y así impulsa la estructura en la dirección opuesta. Peróxido de hidrógeno, que es tóxico para las células, se expresa altamente en microambientes tumorales. Los estomatocitos también se pueden reutilizar siempre que el motor dentro de su cavidad siga funcionando. y si no está en uso, el motor no "escapa" de la apertura incluso después de un período de tres meses.

La estructura híbrida descrita es totalmente biocompatible y biodegradable, debido a su exterior orgánico. Es más, los nanomotores podrían emplearse como plataformas multimodales y existe la posibilidad de controlar las partículas de forma remota con señales externas como campos magnéticos o luz. En otras palabras, Estos nuevos compuestos híbridos exhiben las mejores características de las nanoarquitecturas orgánicas e inorgánicas. Este estudio allana el camino para una mayor exploración de los nanomotores autónomos y sus numerosas aplicaciones potenciales en biomedicina.