Fysikern Pawel Sikorski och hans grupp gör bäddar av naglar i miniatyrskala – en platta täckt av nano-nålar designade för att punktera enskilda celler.

Det låter lite smärtsamt, men ingen av dessa nålar kommer att gå direkt in i din kropp, eftersom testpersonerna är celler under mikroskopet. Sikorski arbetar med att utveckla avancerade verktyg för forskare som försöker förstå vad som pågår inuti kroppens celler.

"Dessa nano-nålar kommer att göra medicinsk forskning mer effektiv, " han säger.

Celler slukar medicin

Ett sätt att förstå hur olika molekyler påverkar cellfunktionen är att leverera molekylerna direkt in i cellerna och studera effekten. Traditionellt, forskning är detta område görs genom att först placera (trycka ut) många olika ämnen på ett glas eller annan yta för att studera deras effekt på cellerna av intresse.

Ämnena kan vara ett potentiellt cancerläkemedel som verkar genom att påverka cellens genetiska material, eller en molekyl som kommer att stänga av en viss gen inuti cellen. Forskarna odlar sedan celler ovanpå den potentiella medicinen. Vissa av cellerna kommer att absorbera medicinen, och forskarna kan följa förändringarna i cellerna som orsakas av de olika läkemedlen. Men i många fall fungerar den här metoden inte särskilt bra, eftersom vissa av cellerna inte vill ta sin medicin.

"Med den nya metoden, vi fäster molekyler av läkemedlet som testas på spetsarna av nano-nålarna, och sedan injicera det på samma sätt som du skulle göra med en vanlig medicinsk spruta, säger Sikorski.

Grått gräs och smarta celler

Forskarna skapar nano-nålarna i en liten keramisk ugn. In går något som ser ut som aluminiumfolie med en liten bränd fläck på (som faktiskt är en oblattunt kopparstycke), och två timmar senare vid 500 grader, kopparn reagerar med syre i värmen, skapar kopparoxid.

Den slutliga produkten ser ut som grått gräs under mikroskopet, men gräset är faktiskt nano-nålarna. Nästa steg är att lägga något liknande talg på nålarna så att de kan tas bort från kopparplattan. Glas limmas på botten, så att allt är transparent. Den färdiga produkten ser ut som en liten, rund bädd av naglar. Forskare kan nu sätta celler ovanpå nano-nålarna, och se om testläkemedel kan injiceras i celler.

Men vissa celler försöker lura forskare. Medan vissa celler lätt spetsar på nano-nålarna, andra kapslar in nålarna och växer runt dem.

"Vi arbetar för närvarande med att hitta de rätta metoderna för att sätta in nålarna, för att säkerställa att alla celler spetsas, säger Sikorski.

Ingen annan i Norge gör nano-nålar som dessa. NTNU-forskarna är också den första gruppen i världen att utveckla en jämn, större kopparyta med nano-nålar.