(PhysOrg.com) - Forskare vid Purdue University har upptäckt ett nytt tillvägagångssätt för att reparera skadade nervfibrer vid ryggmärgsskador med hjälp av nano-sfärer som kan injiceras i blodet kort efter en olycka.

De syntetiska "sampolymermicellerna" är läkemedelsleveranssfärer med en diameter på cirka 60 nanometer, eller ungefär 100 gånger mindre än diametern på en röd blodkropp.

Forskare har studerat hur man kan leverera läkemedel för cancerbehandling och andra terapier med dessa sfärer. Mediciner kan förvaras i kärnorna och transporteras till sjuk eller skadad vävnad.

Purdue-forskare har nu visat att micellerna själva reparerar skadade axoner, fibrer som överför elektriska impulser i ryggmärgen.

"Det var en mycket överraskande upptäckt, sade Ji-Xin Cheng, en docent vid Weldon School of Biomedical Engineering och Institutionen för kemi. "Miceller har använts i 30 år som läkemedelstransportmedel i forskning, men ingen har någonsin använt dem direkt som medicin."

Resultaten beskrivs i ett forskningsdokument som visas söndagen (8 november) i tidskriften Naturens nanoteknik .

En kritisk egenskap hos miceller är att de kombinerar två typer av polymerer, den ena är hydrofob och den andra hydrofil, vilket betyder att de antingen inte kan eller kan blandas med vatten. Den hydrofoba kärnan kan laddas med läkemedel för att behandla sjukdomar.

Micellerna kan användas istället för mer konventionella "membrantätningsmedel, " inklusive polyetylenglykol, som utgör det yttre skalet på micellerna. På grund av storleken i nanoskala och polyetylenglykolskalet hos micellerna, de filtreras inte snabbt av njuren eller fångas upp av levern, gör det möjligt för dem att förbli i blodomloppet tillräckligt länge för att cirkulera till skadade vävnader.

I forskning ledd av biomedicinsk ingenjörsdoktorand Yunzhou Shi, micellerna visades också vara icke-toxiska vid de koncentrationer som krävdes.

"Med micellerna, du behöver bara ca 1/100, 000:e koncentrationen av vanlig polyetylenglykol, " sa Cheng.

Pågående forskning vid Purdue har visat fördelarna med polyetylenglykol, eller PEG, att behandla djur med ryggmärgsskador. Arbetet leds av Richard Borgens, direktör för Center for Paralysis Research och Mari Hulman George professor i neurologi vid School of Veterinary Medicine.

Fynd har visat att PEG specifikt riktar sig mot skadade celler och förseglar det skadade området, minska ytterligare skador. Det hjälper också till att återställa cellfunktionen.

De nya rönen möjliggjordes av arbetets tvärvetenskapliga karaktär, som involverar Borgens och andra Purdue-forskare, sa Cheng. I samarbetet ingick Borgens; Riyi Shi, en docent i biomedicinsk teknik och grundläggande medicinska vetenskaper; och Kinam Park, Showalter Distinguished professor i biomedicinsk teknik och professor i farmaceutik.

Resultaten visade att kärnor gjorda av särskilda material fungerar bättre än andra för att återställa funktionen till skadade axoner, som är smala förlängningar av nervceller.

Forskningen visade också att utan micellbehandlingen återhämtar sig cirka 18 procent av axonerna i ett segment av skadad ryggmärg som testats i en "dubbel sukrosgapregistreringskammare". Micellbehandlingen ökade axonåterhämtningen till cirka 60 procent. Forskarna använde kammaren för att studera hur väl miceller reparerade skadade nervceller genom att mäta "sammansättningspotentialen, " eller förmågan hos en ryggmärg att överföra signaler.

Experimentet härmar vad som händer under en traumatisk ryggmärgsskada. Fynden visade att miceller kan användas för att reparera axonmembran som skadats av kompressionsskador, en vanlig typ av ryggradsskada.

Forskarna spårade också färgade miceller hos råttor, som visar att nanopartiklarna framgångsrikt levererades till skadeställen. Fynden visade också att micellbehandlade djur återfann den samordnade kontrollen av alla fyra extremiteterna, medan djur som behandlats med konventionell polyetylenglykol inte gjorde det.

Källa:Purdue University (nyheter:webb)