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Los nanomotores artificiales con funciones avanzadas como la motilidad y la miniaturización permitieron la exploración de nuevas estrategias para el tratamiento del cáncer. Sin embargo, estos nanorobots no contienen varias funciones que podrían ayudar a avanzar rápidamente esta tecnología.
Estudio: nanomotor de doble fuente con funciones integradas para fotografías de cáncer. Créditos de las fotos: Kateryna Kon/Shutterstock.com
En un estudio reciente, los investigadores propusieron un nanomotor Janus de doble fuente que contenía múltiples funciones fototeranósticas, p. Imagenología (PAI). Este estudio está disponible como una prioridad en biomateriales.
Servicios del enfoque teranóstico en biomedicina
La combinación de diagnóstico y terapia se llama teranóstico. Una de las ventajas más importantes de esta estrategia es que permite la terapia guiada por imágenes. Se dispone de varios agentes de bioimagen y terapéuticos fotosensibles que permiten la control remota y la no invasividad con una eficacia significativa.
La capacidad de Theranostic se amplió enormemente con el desarrollo de PAI, que actúa como un micro/nanoportador. Además, métodos terapéuticos como PDT y PTT mostraron una efectividad significativa en el tratamiento del cáncer. Aunque los anósticos fotohérmicos tienen imágenes combinadas y modalidades terapéuticas en una sola plataforma para obtener mejores resultados clínicos, se ha mantenido la formulación de reactivos eficientes de imágenes/terapia.
En microcirugía, se utilizaron tratamiento y diagnóstico mínimamente invasivos de la enfermedad, micro/nanomotores (MNM) modificados biomédicamente. El desarrollo de nanoplatformas sintéticas basadas en MNMS con capacidad de autopropulsión de nanoescala activa ha permitido una orientación precisa de las células tumorales. Además, este nanosistema es estable en el entorno tumoral y tiene una mayor capacidad de penetración de células y telas. Por lo tanto, la nanoplataforma basada en MNM tiene un gran potencial para la fototeranóstica del cáncer.
Desarrollo de nuevos nanomotores para la aplicación fotográfica
Recientemente, los investigadores han diseñado una nueva nanomotorina fototheranásica combinando múltiples funciones de diagnóstico y terapéutica. Crearon en varias estructuras en capas de NAYF4: YB. [email protected]: Yb y [email protected]Sobre la descomposición térmica, cuyo diámetro medio se estimó en torno a 29,1 Nm, 42,7 Nm o 59,8 Nm.
El análisis de fluorescencia mostró una versión upcon prometedora: actividad de luminiscencia en los UCNP recién sintetizados. Si se exponía la luz UCNPS 808 NM NIR, brillaban. mecanicista, nd3+, que está disponible en la capa exterior de UCNPS, se estimula cuando se expone a la luz infrarroja cercana (NIR) de 808 nm. Cuando se excita, transmite la energía a TM3+ Activadores a través del sensibilizador YB3+lo que conduce a la emisión de luz azul visible.
Los nanocristales de UCNP fueron encapsulados por una sílice mesoporosa (MSIO).2) Capa de recubrimiento, educación [email protected]2 (um). Luego, el grupo Amino se introdujo en el MSIO.2 superficie (UMS-NH2) y el oro (Au) fueron arrastrados por un lado. Esto formó nanopartículas de Janus funcionalizadas con AU, que se denotaron como [email protected]2@Au (umsa).
Para equipar el nanomotor con PDT, se agregó el fotosensibilizador 5,10,15,20-tetrakis (4-aminofenil) porfirina (TAPP) a la superficie del MSIO2 Formulario Umsta3. Los científicos modificaron next tapp con glutaraldhyde (GA). Finalmente, se agregó UMSTA3 a una catalasa, que sirvió como un nanomotor para otorgar empuje al nanomotor (Umpta3). Debido a su dimensión a nanoescala, los nanomotores UMSTCA3 mostraron un alto coeficiente de difusión rotacional
Se escribió un software especialmente diseñado para medir las trayectorias nanomotoras. El análisis de las trayectorias nanomotoras mostró mayor H2O2 Las concentraciones de combustible promovieron una mayor difusividad. Curiosamente, la motilidad del nanomotor podría aumentarse al mejorar H2O2 Concentración y aplicación de luz NIR.
Las funciones principales del nanomotor UMSTCA3 son detectar células tumorales, realizar bioimagen de doble modal (PAI/FLI) y fototerapia activada por NIR (PTT/PDT). Este nanomotor utiliza h2O2 Sensación de tumorbiomarcadores para obtener la detección de células tumorales. El tratamiento con PDT está asociado con la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) para eliminar las células tumorales.
En conjunto, el nanomotor multifuncional actual está equipado con funciones de recolección de PTT, Ser y PDT. PDT ofrece la combinación de UCNPS y fotosensitis, mientras que la capa nano dorada ofrece sers y PTT-SENING.
Efectividad de cáncer-foto-canóstico en vivo y in vitro estudios
La capacidad fototanósica del nanomotor se probó mediante experimentos celulares y modelos animales. Se analizó el perfil de bioseguridad de los nanomotores UMSTA3 y UMSTCA3. in vitro Los estudios que utilizan los ensayos de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazolio (MTT) mostraron una considerable biocompatibilidad y citotoxicidad marginal.
En comparación con un solo tratamiento de PTT para el cáncer, los nanomotores Ungsta3 con fototoxicidad sinérgica de PTT y PDT han eliminado las células cancerosas de manera más eficiente. Además, la viabilidad de las células cancerosas disminuyó significativamente al aumentar la dosis de luz NIR. El ensayo vivo/muerto también mostró que un aumento en la luz NIR mejoró significativamente el número de células muertas.
Se utilizaron modelos animales para estudiar la efectividad de los nanomotores UMSTCA3 en vivo. A los ratones con tumores 4T1 se les inyectaron los nanomotores de nuevo diseño para probar la eficacia de los nanomotores en el tratamiento del cáncer. Se midieron los volúmenes tumorales de los ratones tratados, y el resultado indicó que un solo tratamiento de la radiación láser NIR o la inyección de UMPTA3 no fue suficiente para suprimir el desarrollo del cáncer. La supresión máxima de células cancerosas se observó en ratones tratados con la combinación de Umsta3 y láser NIR a 808 Nm.
En el futuro, se requerirá más investigación para validar los resultados. La biocompatibilidad de los nanomotores también debe evaluarse en detalle.
Relación
Chen, pág. y otros. . Biomateriales. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014296122003842.
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