Forskare från UNSW Sydney har utvecklat ett sätt att kontrollera formen på polymermolekyler så att de självbildar sig till icke-sfäriska nanopartiklar - ett framsteg som kan förbättra leveransen av giftiga läkemedel till tumörer.

"Väldigt lite i naturen är perfekt sfäriskt, " säger seniorförfattaren professor Pall Thordarson vid UNSW School of Chemistry.

"De flesta biologiska strukturer som celler, bakterier och virus finns i en mängd olika former inklusive rör, stavar, och klämda sfärer, eller ellipsoider. Men det har visat sig mycket svårt för forskare att syntetisera partiklar som inte är perfekt runda.

"Vårt genombrott innebär att vi på ett förutsägbart sätt kan göra smarta polymerer som ändrar sin form enligt de olika förhållandena runt dem för att bilda små ellipsoida eller rörformiga strukturer som kan kapsla in läkemedel.

"Vi har preliminära bevis för att dessa mer naturligt formade plastnanopartiklar kommer in i tumörceller lättare än sfäriska. " han säger.

Studien publiceras i tidskriften Naturkommunikation .

UNSW-projektet är ett gemensamt samarbete mellan professor Thordarson och Scientia-professor Martina Stenzel, som är bihandledare för studiens första författare UNSW PhD-kandidat Chin Ken Wong. I laget ingår även Alexander Mason.

Forskarna arbetade med polymermolekyler som innehåller en vattenlöslig del och en icke vattenlöslig del, och som självmonterar till runda, ihåliga strukturer, kända som polymersomer, i lösning.

Polymersomer dyker upp som kraftfulla nya verktyg för att leverera läkemedel till den önskade delen av kroppen, på grund av deras höga stabilitet, kemisk mångsidighet och den lätthet med vilken molekyler på deras yta kan förändras.

Deras fulla potential, dock, har hindrats av svårigheten att kontrollera sin form.

UNSW-teamets nya kemiska design är att lägga till en icke vattenlöslig perylenpolymergrupp till polymersomens membran. Formen och storleken på polymersomen kan sedan justeras genom att ändra mängden vatten i lösningsmedlet.

"Det är en enkel men elegant lösning som vi känner har stor potential för att göra ett brett utbud av komplexa polymerstrukturer inspirerade av naturen, säger professor Stenzel.

Teamet använde kryogen-transmissionselektronmikroskopi - den teknik som 2017 års Nobelpris i kemi tilldelades - för att bestämma hur polymermolekylerna packades ihop i lösning.