Forskare har visat att guldnanorör har många tillämpningar för att bekämpa cancer:interna nanosonder för högupplöst bildbehandling; läkemedelstillförselvehiklar; och medel för att förstöra cancerceller.

Studien, publiceras idag i tidskriften Avancerade funktionella material , beskriver den första framgångsrika demonstrationen av biomedicinsk användning av guldnanorör i en musmodell av mänsklig cancer.

Studiens huvudförfattare Dr Sunjie Ye, som är baserad på både School of Physics and Astronomy och Leeds Institute for Biomedical and Clinical Sciences vid University of Leeds, sa:"Höga återfallsfrekvenser av tumörer efter kirurgiskt avlägsnande förblir en formidabel utmaning vid cancerterapi. Kemo- eller strålbehandling ges ofta efter operation för att förhindra detta, men dessa behandlingar orsakar allvarliga biverkningar.

Guld nanorör - det vill säga guld nanopartiklar med rörformade strukturer som liknar små sugrör - har potential att förbättra effektiviteten av dessa konventionella behandlingar genom att integrera diagnos och terapi i ett enda system."

Forskarna säger att en ny teknik för att kontrollera längden på nanorör ligger till grund för forskningen. Genom att kontrollera längden, forskarna kunde producera guldnanorör med rätt dimensioner för att absorbera en typ av ljus som kallas "nära infrarött".

Studiens motsvarande författare professor Steve Evans, från School of Physics and Astronomy vid University of Leeds, sa:"Mänsklig vävnad är genomskinlig för vissa frekvenser av ljus - i det röda/infraröda området. Det är därför delar av din hand ser röda ut när en ficklampa lyser igenom den.

"När guldnanorören färdas genom kroppen, om ljus med rätt frekvens lyser på dem absorberar de ljuset. Denna ljusenergi omvandlas till värme, snarare som värmen som genereras av solen på huden. Med hjälp av en pulsad laserstråle, vi kunde snabbt höja temperaturen i närheten av nanorören så att den var tillräckligt hög för att förstöra cancerceller."

I cellbaserade studier, genom att justera ljusstyrkan på laserpulsen, forskarna säger att de kunde kontrollera om guldnanorören var i cancerförstörande läge, eller redo att avbilda tumörer.

För att se guldnanorören i kroppen, forskarna använde en ny typ av avbildningsteknik som kallas "multispektral optoakustisk tomografi" (MSOT) för att upptäcka guldnanorören i möss, där guldnanorör hade injicerats intravenöst. Det är den första biomedicinska tillämpningen av guldnanorör i en levande organism. Det visades också att guldnanorör utsöndrades från kroppen och därför sannolikt inte kommer att orsaka problem när det gäller toxicitet, ett viktigt övervägande när man utvecklar nanopartiklar för klinisk användning.

Studiens medförfattare Dr James McLaughlan, från School of Electronic &Electrical Engineering vid University of Leeds, sa:"Detta är den första demonstrationen av produktionen, och användas för bildbehandling och cancerterapi, av guldnanorör som starkt absorberar ljus inom det "optiska fönstret" av biologisk vävnad.

"Nanorören kan vara tumörriktade och ha en central "ihålig" kärna som kan laddas med en terapeutisk nyttolast. Denna kombination av målinriktning och lokaliserad frisättning av ett terapeutiskt medel kan, i denna tid av personlig medicin, användas för att identifiera och behandla cancer med minimal toxicitet för patienter."

Användningen av guldnanorör i bildbehandling och andra biomedicinska tillämpningar går för närvarande framåt genom försöksstadier mot tidiga kliniska studier.