Ang isang “hindi nakikitang tattoo” na gawa sa gintong nanoparticles ay nagbago ng pagsusuri sa medikal

Ang mga nanoparticle ng ginto na naka-embed sa isang porous hydrogel ay maaaring itanim sa ilalim ng balat at magamit bilang mga medikal na sensor. Ang sensor ay katulad ng isang hindi nakikitang tattoo na nakakakita ng mga pagbabago sa konsentrasyon ng mga sangkap sa dugo kapag binago nito ang kulay. May-akda: may sakit / ©: Nanobiotechnology Group, JGU Faculty of Chemistry

Ang mga pagbabago sa kulay ng mga nanoparticle ng ginto sa ilalim ng balat ay nagbubunyag ng mga pagbabago sa konsentrasyon ng mga sangkap sa katawan.

Ang ideya ng mga implant sensor, na patuloy na nagpapadala ng impormasyon tungkol sa mga mahahalagang halaga at konsentrasyon ng mga sangkap o gamot sa katawan, ay matagal nang nabighani sa mga doktor at siyentista. Pinapayagan ka ng mga nasabing sensor na patuloy na subaybayan ang pag-unlad ng sakit at tagumpay sa therapeutic. Gayunpaman, sa ngayon ang mga nakatanim na sensor ay hindi angkop para sa permanenteng paninirahan sa katawan, ngunit kailangan nilang mapalitan sa loob ng ilang araw o linggo. Sa isang banda, mayroong problema ng pagtanggi ng implant dahil kinikilala ng katawan ang sensor bilang isang banyagang bagay. Sa kabilang banda, ang kulay ng sensor, na nagpapahiwatig ng mga pagbabago sa konsentrasyon, sa ngayon ay hindi matatag at nawala sa paglipas ng panahon.

Ang mga siyentista mula sa Johannes Gutenberg University sa Mainz (JGU) ay nakabuo ng isang bagong uri ng mga implant sensor na maaaring gumana sa katawan ng maraming buwan. Ang sensor ay batay sa mga nanoparticle ng ginto na lumalaban sa kulay na binago ng mga receptor para sa mga tiyak na molekula. Itinayo sa isang artipisyal na tela ng polimer, ang nanogold ay naitatanim sa ilalim ng balat, kung saan naiulat ang mga pagbabago sa konsentrasyon ng gamot, na binabago ang kulay nito.

Iniuulat ng implant ang impormasyon bilang isang “invisible tattoo”

Ang pangkat ng pananaliksik ni Propesor Carsten Sonychsen ng JGU ay sa loob ng maraming taon na ginamit ang mga nanoparticle ng ginto bilang mga sensor upang matukoy ang isang maliit na halaga ng protina sa mga microscopic flow cells. Ang mga nanoparticle ng ginto ay kumikilos bilang maliit na mga antena para sa ilaw: masidhi nilang hinihigop at ikakalat ito, at samakatuwid ay tila makulay. Tumutugon sila sa mga pagbabago sa kapaligiran sa pamamagitan ng pagbabago ng kulay. Ginamit ng koponan ng Sönichsen ang konseptong ito para sa implant na medikal na sensing.

Upang ang mga maliliit na partikulo ay hindi lumutang o mabulok ang mga immune cell, inilalagay ang mga ito sa isang porous hydrogel na may isang tisyu ng katulad na pare-pareho. Pagkatapos ng pagtatanim sa ilalim ng balat, ang mga maliliit na daluyan ng dugo at cell ay lumalaki sa mga pores. Ang sensor ay isinama sa tela at hindi lumihis tulad ng isang banyagang katawan. “Ang aming sensor ay tulad ng isang hindi nakikitang tattoo, hindi mas malaki kaysa sa isang sentimo at mas payat kaysa sa isang millimeter,” sabi ni Propesor Carsten Sönichsen, pinuno ng JGU nanobiotechnology team. Dahil ang mga nanoparticle ng ginto ay infrared, hindi sila nakikita ng mata. Gayunpaman, ang isang espesyal na aparato sa pagsukat ay maaaring di-nagsasalakay na matukoy ang kanilang kulay sa balat.

Sa kanyang pag-aaral na inilathala sa Nano sulat, Ang mga mananaliksik ng JGU ay nagtanim ng kanilang mga gintong nanoparticle sensor sa ilalim ng balat ng mga walang buhok na daga. Ang mga pagbabago sa kulay sa mga sensor na ito ay sinusubaybayan pagkatapos ng pangangasiwa ng iba’t ibang dosis ng antibiotiko. Ang mga molekula ng gamot ay dinadala sa sensor sa pamamagitan ng dugo. Sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga tukoy na receptor sa ibabaw ng gintong mga nanoparticle, nagdudulot sila ng pagbabago ng kulay na nakasalalay sa konsentrasyon ng gamot. Salamat sa mga nanoparticle ng ginto na lumalaban sa kulay at hydrogel na nagsasama ng tisyu, natagpuan na ang sensor ay mananatiling mekanikal at optikal na matatag sa loob ng maraming buwan.

Napakalaking potensyal ng mga nanoparticle ng ginto hangga’t naitatanim ang mga medikal na sensor

“Sanay kami sa mga may kulay na item na nagpapaputi sa paglipas ng panahon. Gayunpaman, ang mga nanoparticle ng ginto ay hindi pumaputi, ngunit panatilihin ang kanilang kulay magpakailanman. Dahil madali silang sakop ng iba’t ibang mga receptor, ang mga ito ay isang perpektong platform para sa mga implant sensor, “paliwanag ni Dr. Katarina Kafer, ang unang may-akda ng pag-aaral.

Ang bagong konsepto ay pangkalahatan at maaaring pahabain ang buhay ng mga implant sensor. Sa hinaharap, ang mga nakatanim na sensor batay sa mga nanoparticle ng ginto ay maaaring magamit upang sabay na subaybayan ang konsentrasyon ng iba’t ibang mga biomarker o gamot sa katawan. Ang mga nasabing sensor ay maaaring makahanap ng aplikasyon sa pagpapaunlad ng gamot, pananaliksik sa medikal, o sa isinapersonal na gamot, halimbawa, sa paggamot ng mga malalang sakit.

Ang pagtutulungan ng magkakaugnay na pagtutulungan ay nagdala ng tagumpay

Ang ideya ng paggamit ng mga nanoparticle ng ginto bilang mga implant sensor sa Sönichsen ay nagmula noong 2004, nang magsimula siyang magsaliksik sa biophysical chemistry bilang isang junior professor sa Mainz. Gayunpaman, ang proyekto ay naipatupad lamang sampung taon na ang lumipas sa pakikipagtulungan kasama sina Dr. Tis Schroeder at Dr. Katarina Kafer, kapwa siyentipiko ng JGU. Si Schroeder ay may karanasan sa biyolohikal na pagsasaliksik at agham ng hayop sa laboratoryo at nakumpleto na ang maraming taon ng pagsasaliksik sa Estados Unidos. Si Kafer ay naghahanap ng isang kapanapanabik na paksa para sa PhD at partikular na interesado sa kumplikado at interdisiplinaryong katangian ng proyekto. Ang mga paunang resulta ay humantong sa pagbabayad ng isang Kaefer scholarship ng Max Planck Higher Center (MPGC), pati na rin ang suporta sa pananalapi mula sa Rhineland-Palatinate Foundation para sa pagbabago.

“Ang nasabing proyekto ay nangangailangan ng maraming tao na may iba’t ibang mga tauhang pang-agham. Hakbang-hakbang na nakumbinsi namin ang mas maraming tao sa aming ideya, – masayang sinabi ni Senihsen. Sa huli, ito ay interdisciplinary na pakikipagtulungan na humantong sa matagumpay na pag-unlad ng unang functional implant sensor na may mga nanoparticle ng ginto.

Sanggunian: “Ang mga nakaka-implant na sensor batay sa mga nanoparticle ng ginto para sa patuloy na pangmatagalang pagsubaybay sa konsentrasyon ng katawan” nina Katarina Kafer, Katie Krueger, Felix Shlapp, Hussein Uzun, Sirin Celiksoy, Bastian Flitel, Axel Heyman, 20ski Tieroho Mr. Nano sulat.
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.1c00887

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.