Nanotechnologia

Badania nad dynamiką procesu krystalizacji

Woda w temperaturze 0°C zamarza – fakt ten jest znany nawet przedszkolakom. Jednak istnieją substancje, które podczas procesów „superchłodzenia” lub „szybkiego zamarzania” pozostają płynne, nawet poniżej temperatury ich zamarzania.

Proces superchłodzenia został zbadany pod kątem ewentualnego zastosowania w różnych dziedzinach. Nowy uniwersytet w Tel Avivie przeprowadził eksperymenty mające na celu złamanie zasad rządzących krystalizacją w procesie szybkiego zamarzania. Według badań, membrany mogą krystalizować się w ustalonej wcześniej temperaturze . Innymi słowy, możliwa jest kontrola spontanicznej i nieprzewidywalnej reakcji, co może zrewolucjonizować dostarczanie leków do ludzkiego organizmu poprzez wybór czasu zamarzania substancji w optymalnym  miejscu w organizmie.

Dla potrzeb badania, naukowcy wykonali eksperymenty na nanopęcherzykach wypełnionych lekami (w formie mini woreczków z lekami wewnątrz, które przenoszą zawartość do celu), aby określić precyzyjną dynamikę procesu krystalizacji. Użyli oni najnowocześniejszego systemu rozpraszania promieni X, reagujących na nanostruktury. Dr Roy Beck z wydziału fizyki ze Szkoły Fizyki i Astronomii TAU tłumaczy: „Kluczowym wyzwaniem w stworzeniu nowych nanopęcherzyków jest ich stabilność, jednak  z drugiej strony, gdy są one zbyt stabilne, ładunek, który przenoszą może nie zostać uwolniony w odpowiednim miejscu i czasie. Metastabilność superschłodzonego materiału sprawia, że jest on idealnym rozwiązaniem, gdyż przejście ze stanu płynnego na stały jest drastyczne, przez co płynna membrana eksploduje, po czym reorganizują się w kryształy. To całkiem nowe odkrycie może być wykorzystane w procesie uwalniania leków z pęcherzyków w ciele, w odpowiednim czasie i miejscu”.

Badacze odkryli również, że membrany mogą pozostać stabilne na wiele godzin, przed ym jak skrystalizują się w ustalonym czasie. Udowodnili oni tym samym, że spowolniona krystalizacja nie zależała od drobnych niedoskonałości lub czynników zewnętrznych. Obecnym wyzwaniem jest dla nich stworzenie odpowiedniej nanokapsuły zdolnej do uwalniania leku w wybranym czasie i miejscu w ludzkim ciele.

Źródło artykułu

Źródło grafiki

Podobne artykuły

Naukowcy pracują nad „ujarzmieniem” procesu krystalizacji, który ma przebiegać w wyznaczonym czasie i miejscu. Do tego celu wykorzystali nanoskalowe pęcherzyki służące do transportowania leków w organizmie.