Nano-Idrogel: nano polimeri che attaccano le cellule cancerogene

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Gli idrogel sono materiali che vengono comunemente utilizzati in oggetti di uso quotidiano, come le lenti a contatto o i pannolini, al fine di controllare l’umidità. Tuttavia, ingegneri chimici dell’Università di Guadalajara (UdeG), in Messico, ha sviluppato una nuova tecnologia basata su nanoparticelle termosensibili (nano-idrogeli) per utilizzare questi materiali nel campo della biomedicina, come alternativa per raggiungere il rilascio controllato di farmaci antitumorali.

Eduardo Mendizábal Mijares, professore presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di Guadalajara, ha dichiarato:

“Abbiamo usato nano-idrogel caricati con farmaci e li abbiamo iniettati nel paziente. Con la caratteristica che, mentre passa attraverso il flusso sanguigno, il farmaco non viene rilevato, né attaccato dal sistema immunitario, questo a causa delle loro proprietà fisiche e chimiche che li rende compatibili con il corpo. “

L’idea è che il farmaco, essendo a nano-idrogel, viene trasportato direttamente alle cellule tumorali in cui può essere rilasciato senza danneggiare altre parti del corpo, perché idrogel offrono la possibilità di dosare una miriade di sostanze attive sul sito desiderato, possono essere somministrati come idrogel secchi o rigonfi per diverse vie: orale, nasale, orale, rettale, transdermica, vaginale, oculare e parenterale. Il rilascio del farmaco può venire da un aumento di volume, variazioni di pH, o di temperatura.

Lo sviluppo aggiunge anche particelle magnetiche ai nanopolimeri di idrogel, con lo scopo di produrre un campo di forza elettromagnetica per aumentare la temperatura, necessario per distruggere le cellule tumorali. La ricerca, focalizzata sullo sviluppo di nano-idrogel  termosensibili che, attraverso una tecnica di polimerizzazione, mescola con sostanze diverse caratteristiche chimiche e fisiche, ottenendo una reazione chimica e formando una serie di piccole sfere detti polimeri.

Le nano-idrogel hanno mostrato ottime caratteristiche di biocompatibilità con l’organismo umano, grazie alle loro proprietà fisiche, che li rendono molto simili ai tessuti viventi, in particolare per l’elevato contenuto di acqua, la consistenza morbida ed elastica, e la bassa tensione interfacciale che impedisce loro di assorbire proteine da fluidi corporei.

Sviluppando questi materiali assorbenti grandi quantità di acqua, senza perdere la sua forma è stato raggiunto, così come la capacità di trattenere il calore ad una temperatura tra 37 e 42 gradi Celsius. Combinando la polimerizzazione in emulsione e microemulsione sono stati in grado di sintetizzare idrogel strutturati che presentano diversi gradi di gonfiore e hanno migliori proprietà meccaniche rispetto idrogel convenzionali.

Questi materiali sono utilizzati principalmente nel settore biomedico come strumenti diagnostici in membrane, rivestimenti, microcapsule, impianti per le applicazioni di breve o di lungo raggio e di sistemi di rilascio controllato di farmaci. Anche le nano-idrogel sono utilizzati per rigenerare il tessuto o riparare fratture, che funge da substrato per la crescita cellulare.
Mentre i farmaci bersaglio molecolare sono già utilizzati contro il cancro, la novità del lavoro è che materiali come nano-idrogel possono attaccare le cellule tumorali o tessuti senza danneggiare le parti del corpo sane.

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