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Nanotecnologia
Esta imagem representa "micelas de copolímero," esferas de entrega de drogas minúsculos que poderiam ser usados em uma nova abordagem para a reparação de fibras nervosas danificadas em lesões da medula espinhal.(Weldon School da Universidade de Purdue de Engenharia Biomédica)
Pesquisadores da Universidade Purdue descobriram uma nova abordagem para a reparação de fibras nervosas danificadas em lesões da medula espinhal usando nano-esferas que poderiam ser injetadas no sangue logo após um acidente.
As micelas de copolímeros sintéticos "" são esferas de libertação de fármaco de cerca de 60 nanómetros em diâmetro, ou aproximadamente 100 vezes menor do que o diâmetro de um glóbulo vermelho do sangue.
Os pesquisadores têm estudado como entregar drogas para câncer de tratamento e outras terapias que utilizam essas esferas. Os medicamentos podem ser guardada nos núcleos e transportadas para tecidos doentes ou danificados.
Purdue investigadores têm mostrado agora que os próprios micelas reparar axônios danificados, fibras que transmitem impulsos elétricos na medula espinhal.
"Essa foi uma descoberta muito surpreendente", disse Ji-Xin Cheng, um professor associado na Escola de Engenharia Biomédica Weldon e Departamento de Química. "As micelas têm sido utilizados por 30 anos como veículos de entrega de drogas em investigação, mas ninguém jamais usado diretamente como um medicamento."
Os resultados são detalhados em um artigo de investigação que aparece na revista Nature Nanotechnology.
Uma característica crítica de micelas é que eles se combinam dois tipos de polímeros, sendo um deles hidrófobo e o outro hidrofílico, o que significa que são incapazes ou não capaz de misturar com água. O núcleo hidrofóbico pode ser carregado com medicamentos para tratar a doença.
As micelas pode ser usado em vez de "agentes mais convencionais de vedação da membrana," incluindo polietileno glicol, que constitui o invólucro exterior das micelas. Devido ao tamanho nano-escala e o invólucro de polietileno-glicol das micelas, que não são rapidamente filtrada pelo rim ou capturado pelo fígado, o que lhes permite permanecer na corrente sanguínea por tempo suficiente para fazer circular a tecidos danificados.
Na pesquisa liderada pelo estudante de doutorado de engenharia biomédica Yunzhou Shi, as micelas também foram mostrados para ser não-tóxico nas concentrações requeridas.
"Com as micelas, você precisa de apenas cerca de 1/100000 a concentração de polietileno glicol regular," disse Cheng.
Investigação em curso em Purdue tem mostrado os benefícios de polietileno glicol, ou PEG, para tratar animais com lesões da medula espinhal. O trabalho é conduzido por Richard Borgens, diretor do Centro de Paralisia Research ea Mari Hulman George Professor de Neurologia da Faculdade de Medicina Veterinária.
Os resultados demonstraram que o PEG especificamente, as células danificadas e sela a área lesada, reduzindo ainda mais danos. Ela também ajuda a restaurar a função da célula.
As novas descobertas foram possíveis graças a natureza interdisciplinar do trabalho, que envolve Borgens e outros pesquisadores da Purdue, disse Cheng. A colaboração incluiu Borgens; Riyi Shi, um professor associado de engenharia biomédica e ciências médicas básicas; e Kinam Park, Showalter Distinguished Professor de Engenharia Biomédica e professor de farmácia.
Os resultados mostraram que núcleos feitos de materiais particulares funcionam melhor do que os outros a restaurar a função para axônios danificados, que são extensões delgadas de células nervosas.
A pesquisa também mostrou que, sem o tratamento micelas de cerca de 18 por cento dos axônios recuperar em um segmento da medula espinhal danificada testado em um "gap sacarose câmara de gravação de casal." O tratamento micelas impulsionou a recuperação axônio para cerca de 60 por cento. Os investigadores utilizaram a câmara para estudar bem como micelas reparado células nervosas danificadas medindo a "do potencial de acção composto", ou a capacidade de uma medula espinal para transmitir sinais.
O experimento simula o que acontece durante uma traumática da medula espinhal lesão. Os resultados mostraram que micelas pode ser usado para reparar membranas dos axônios danificados por lesões de compressão, um tipo comum de lesão na coluna.
Os pesquisadores também rastreados micelas tingidos em ratos, demonstrando que as nanopartículas foram entregues com sucesso aos locais de lesão. Resultados também mostraram animais tratados com micelas recuperado o controle coordenado de todos os quatro membros, ao passo que os animais tratados com convencional polietileno glicol não o fez.
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» Findings show nanomedicine promising for treating spinal cord injuries
» Phys Org