Den senaste utvecklingen och forskningen relaterad till nanopartiklar av järnoxid bekräftar deras potential i biomedicinska tillämpningar – såsom riktad läkemedelsleverans – och nödvändigheten av ytterligare studier.

Järnoxider är utbredda i naturen och kan lätt syntetiseras i laboratoriet. Bland dem, hematit, nanopartiklar av magnetit och maghemit har särskilt lovande egenskaper för biomedicinska tillämpningar.

Forskare i Kina och Korea granskade de senaste studierna om preparatet, struktur och magnetiska egenskaper hos järnoxidnanopartiklar (IONP) och deras motsvarande tillämpningar. Recensionen, publiceras i tidskriften Vetenskap och teknik för avancerade material , betonade att storleken, storleksfördelning (de relativa andelarna av olika stora partiklar i ett givet prov), IONPs form och magnetiska egenskaper påverkar placeringen och rörligheten för IONP:er i människokroppen. Dock, att ha fullständig kontroll över formen och storleksfördelningen av magnetiska IONP är fortfarande en utmaning.

Till exempel, magnetiska IONP är lovande för att bära cancerläkemedel som riktar sig mot specifika vävnader. För att detta ska hända, de är belagda med ett biokompatibelt skal som bär ett specifikt läkemedel. Om denna "funktionaliserade" magnetiska IONP är för stor, det kan rensas från blodomloppet. Således, det är mycket viktigt att kunna kontrollera storleken på dessa partiklar. Forskare fann att IONP med diametrar från 10 till 100 nanometer är optimala för intravenös injektion och kan förbli i blodomloppet under längst tid.

Ytladdningen av IONPs är också viktig för deras stabilitet och hur de interagerar med vävnader. Till exempel, Bröstceller tar upp positivt laddade IONP bättre än negativt laddade. På samma gång, positivt laddade IONP:er rensas snabbare från cirkulationen. Negativt laddade och neutrala IONPs tenderar att förbli längre i cirkulationen. Ytladdningen av IONPs kan kontrolleras genom att använda ett lämpligt laddat funktionaliserat material som ett skal.

Andra applikationer som kan dra nytta av att förbättra funktionaliteten hos magnetiska IONP inkluderar magnetisk resonanstomografi, magnetisk hypertermi och termoablation (dödar utvalda cancerceller med värme), och biosensing (upptäcka molekylära interaktioner för sjukdomsdiagnostik).

Ytterligare forskning behövs för att utvärdera toxiciteten hos både nakna och funktionaliserade IONP.

Teamets nästa fokus kommer att vara på att tillverka återvinningsbara magnetiska IONP-katalysatorer och designa multifunktionella biomedicinska applikationer, involverar magnetiska IONPs, som kan spela en dubbel roll vid diagnostisering och behandling av sjukdom, säger professor Wei Wu från Kinas Wuhan-universitet.