Utveckling av effektiva nya behandlingar för cancer, demens, Parkinsons sjukdom och andra hjärntillstånd blir möjliga genom banbrytande upptäckter som görs inom nanoteknik.

Forskning som leds av Eureka-pristagaren professor Dayong Jin vid UTS, i samarbete med kollegor vid Macquarie University, University of Wollongong och National University of Singapore, har tagit ett enormt steg närmare konstruktionen av nanoskaliga enheter för att underlätta leveransen av livräddande läkemedelsbehandlingar.

En känd biomolekylär forskare, Professor Jin sa att sådana små enheter har potential att konstrueras för att effektivt och säkrare leverera läkemedelsbehandlingar direkt till platsen för sjuka celler samtidigt som de hjälper till att undvika skador på friska celler som faller offer för giftiga läkemedel som administreras på konventionellt sätt.

"Behandling av aggressiva cancerformer med strålning eller kemiska läkemedel kan döda cancerceller, men kan också döda upp till 70 till 90 procent av friska celler, " sa professor Jin.

"Vi ser liknande problem vid behandling av neurologiska sjukdomar. Det finns många läkemedel tillgängliga, Men blod-hjärnbarriären som skyddar hjärnan från infektion blockerar också läkemedelsbehandlingar – ofta cirkulerar läkemedlet genom blodomloppet utan att nå hjärnan för att bekämpa en sjukdom."

Banbrytande arbete av professor Jin och hans kollegor under de senaste tre åren har producerat ett bibliotek med 800 olika och unikt formade nanokristaller, bildas av ordnade atomkluster. De olika formade "hybrid" nanokristallerna fungerar som nya verktyg eller molekylära taggar som möjliggör och hjälper riktad läkemedelsleverans.

Professor Jin sa att de nya typerna av nanokristaller också kan hjälpa till med utvecklingen av tydligare diagnostisk bioavbildning såsom MRI-skanningar och röntgenstrålar.

"Hybrid nanokristaller är multifunktionella och kan göra olika saker samtidigt, " sa han. "T.ex. man kan designa en supernanopartikel som har optisk, magnetiska och kemiska svar som möjliggör multipelmodalitetsavbildning av en sjukdom och superhögupplösta bilder i tid.

"Att ha exakt diagnostik är avgörande för att göra det möjligt för kirurger att operera. De måste förstå exakt var tumören är. Om bildbehandling med högre upplösning lättare kan visa en exakt gräns mellan friska celler och tumörceller, bättre resultat kan uppnås för patienterna.

"Nu kan nanopartiklar kontrolleras exakt för att skapa olika former och storlekar, vi kan undersöka om de har en inverkan på transporten av droger i kroppen. Pågående forskning i samarbete med medicinska forskare kommer att fokusera på att ytterligare skräddarsy designen av sådana partiklar för att leverera positiva resultat."

Denna forskning kan ses på Naturkommunikation .