Forskare från Brigham och Women's Hospital (BWH) tror att nanopartiklar som läggs till en kräm eller är belagda på ett nickelinnehållande föremål kan förhindra kliande rodnad i samband med en allergi mot nickel som finns i vardagliga föremål som ringar. I denna tecknad film, en nanopartikelkräm applicerad på ringfingret förhindrar inflammation från nickeln i en ring (brunaktiga partiklar representerar ett tunt barriärskikt av nanopartiklar). Pekfingret, utan grädde, är inflammerad efter exponering för ringen och dess nickel. Upphovsman:Praveen Kumar Vemula, Karp lab, BWH
Små partiklar med bara en miljarddels meter i diameter - cirka två tusen skulle passa över människohårets bredd - skulle kunna ge stora hopp i ett litet paket till de många miljoner människor som är allergiska mot nickel i allt från smycken till mynt och mobiltelefoner, säger forskare vid Brigham och Women's Hospital (BWH).
I den 3 april onlineutgåva av Naturnanoteknik, teamet kommer att rapportera ett nytt tillvägagångssätt för att förebygga vanlig hudallergi.
Ungefär tio till femton procent av den amerikanska befolkningen, eller över 30 till 45 miljoner människor, plus många fler över hela världen, är allergiska mot nickel som finns i många vardagsföremål. För dessa människor orsakar metallen en röd, kliande utslag när det kommer i kontakt med huden. Du kan se många exempel genom en snabb Google-sökning efter nickelinducerad dermatit.
Dock, även om vissa länder reglerar mängden metall i vissa produkter för att begränsa exponeringen, det finns ingen bra lösning på problemet. "Det har funnits metoder för att utveckla krämer med medel som binder nickel innan det kan tränga in i huden, men dessa är inte effektiva hos de flesta patienter och kan till och med vara giftiga när medlen själva tränger in i huden, som de flesta gör, "säger Jeffrey Karp, ledare för arbetet och meddirektör för Center for Regenerative Therapeutics på BWH. Han lägger till, "Människor klär också ibland sina smycken med nagellack för att skapa en barriär mellan huden och nickeljoner, men detta förhindrar inte alla exponeringar, som att hantera mynt eller ha på sig en klocka. "
Karp, som också har möten genom Harvard Medical School, Harvard Stem Cell Institute (HSCI), och Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology (HST), är själv allergisk mot nickel.
Nu han och kollegor inklusive R. Rox Anderson, en hudläkare vid Harvard Medical School och Massachusetts General Hospital, har funnit att nanopartiklar som innehåller kalcium kan erbjuda en säker lösning på problemet. När den appliceras på huden i en kräm, nanopartiklarna fångar upp nickel effektivt, hindrar den från att ta sig in i kroppen. Ytterligare, själva nanopartiklarna var utformade så att de inte kan tränga in i huden. Krämen med nickel kan sedan enkelt tvättas av med vatten.
Säger Anderson, "Trots barriärkrämer, antiinflammatoriska läkemedel, och försök att undvika nickel, denna [metall] är fortfarande den vanligaste orsaken till allergiska hudreaktioner. Nanopartiklar som binder till [nickel] -allergenerna men som inte tränger in i huden erbjuder en ny strategi. Stort hopp i ett litet paket! "
"Vi förväntar oss att en person helt enkelt kan applicera grädden precis som den skulle handkräm, "säger Praveen Kumar Vemula från BWH, HMS, HSCI, och HST. Vemula är första författare till tidningen.
Mot en lösning
Idén för att hantera problemet började när Karp, specialist på nanopartiklar, träffade Anderson på en middag. Efteråt, Karp satt vid sin dator och funderade på hur han potentiellt kunde arbeta med den skickliga hudläkaren för att hantera medicinska problem. När han funderade, han tittade på händerna, som var röda och kliande av hans nickelallergi. Kan han och Anderson hitta en icke -toxisk, praktiskt sätt att förhindra att nickel tränger in i huden med hjälp av nanopartiklar?
Teamet började med att fokusera på föreningar som innehåller kalcium, som är kända för att avlägsna nickel (vissa används vid behandling av
vatten). Nästa, de undersökte om dessa föreningar var tillgängliga som nanopartiklar. Karp visste att de små partiklarna möjligen skulle möjliggöra mycket effektiv nickelfångning tack vare deras mycket höga ytarea.
Teamet begränsade sin sökning till nanopartiklar inom ett visst storleksintervall. "Vi ville att de skulle vara tillräckligt stora så att de inte kunde tränga in i huden, men ändå tillräckligt liten för att presentera en mycket stor yta för att fånga nickel, "Säger Vemula. (De bestämde sig slutligen för partiklar mellan 70 och 500 nanometer.) Slutligen, att minska tiden för att få ut en ny teknik på marknaden, laget utforskade bara nanopartiklar som redan utpekats av Food and Drug Administration som allmänt erkända som säkra (GRAS) för användning hos människor.
Forskare vid Brigham och Women's Hospital (BWH) tror att nanopartiklar kan förhindra klåda, röda utslag miljoner drabbas av eftersom de är allergiska mot nickel som finns i många vardagsföremål. Här Praveen Kumar Vemula av BWH och Jeffrey Karp, meddirektör för Center for Regenerative Therapeutics på BWH, sitta bredvid en grafik som beskriver deras teams tillvägagångssätt. Vemula rymmer en liten burk som representerar en kräm som innehåller nanopartiklarna. Han pekar på Karps finger som ett exempel på var krämen kunde appliceras; många människor utsätts för nickel genom smycken som ringar. Upphovsman:Brigham and Women's Hospital, Donna Coveney.
De hittade två föreningar som uppfyllde dessa kriterier (kalciumkarbonat och kalciumfosfat), tillsatte dem till en vanlig mjukgörare för att skapa en kräm, och testade dem under en mängd olika experimentella förhållanden. Till exempel, de applicerade krämen på prover av djurhud och på levande djur, och testade det i närvaro av konstgjord svett (svett är känt för att förvärra allergin, påskyndar frisättningen av nickel). Ytterligare, de utförde testerna med koncentrationer av nickel mycket högre än vad som skulle hittas i vardagliga situationer.
"Vi kunde visa att partiklarna verkligen kunde fånga nickel med hög effektivitet och förhindra inflammation hos nickelsensibiliserade djur, "Säger Karp. Vidare, "vi behövde 11 gånger mindre nanopartiklar för att få samma effekt" som ett annat vanligt nickelavskiljningsmedel. (En betydande nackdel med det senare:det kan tränga in i huden, och även små mängder kan orsaka lokal och systemisk toxicitet.)
Alla resultat "tyder på att nanopartiklar effektivt kan förhindra penetration av nickel i huden, och kan därför upphäva nickelinducerad kontaktdermatit, "avslutade laget i Nature Nanotechnology -dokumentet.
