Forskare vid University of Southampton har identifierat nyckelegenskaper som förbättrar en nanopartikels förmåga att penetrera huden, i en milstolpestudie som kan få stora konsekvenser för leveransen av läkemedel.

Nanopartiklar är upp till 100, 000 gånger mindre än tjockleken på ett människohår och droger som levereras med dem som plattform, kan vara mer koncentrerad, målinriktade och effektiva än de som levereras med traditionella metoder.

Även om tidigare studier har visat att nanopartiklar interagerar med huden, förhållanden i dessa experiment har inte kontrollerats tillräckligt för att fastställa designregler som förbättrar penetrationen.

Nu har ett tvärvetenskapligt team från universitetet utforskat förändringar i ytladdningen, form och funktionalitet (kontrollerad genom omgivande molekyler) av guldnanopartiklar för att se hur dessa faktorer påverkar hudens penetration.

"Genom att skapa nanopartiklar med olika fysikalisk-kemiska egenskaper och testa dem på huden, vi har visat att positivt laddade nanorodformade, nanopartiklar är två till sex gånger effektivare för att penetrera huden än andra, " säger huvudförfattaren Dr Antonios Kanaras. "När nanopartiklarna är belagda med cellpenetrerande peptider, penetrationen förbättras ytterligare med upp till tio gånger, med många partiklar som tar sig in i de djupare lagren av huden (som läderhuden)."

Att fastställa vilka egenskaper som bidrar till penetration är också viktigt för att upptäcka sätt att förhindra potentiellt giftiga nanopartiklar i andra material, som kosmetika, från att komma in i huden.

Forskningen, som har publicerats i tidskriften Små , drog på Dr Neil Smyths och Dr Michael Ardern-Jones medicinska expertis, samt bidrag från fysikern professor Otto Muskens. Doktoranden Rute Fernandes ledde det experimentella arbetet.

"Vårt intresse är nu fokuserat på att införliva dessa fynd i utformningen av nya nanoteknologiska läkemedel för transdermal terapi, " säger Dr Kanaras. "Vi välkomnar möjligheten att arbeta med externa partners inom industri och myndigheter för att uppnå detta."