Forskare från Purdue University har utvecklat en ny flexibel och genomskinlig bas för nanonålar av kisel för att leverera exakta doser av biomolekyler direkt in i celler och utöka observationsmöjligheter.

"Detta betyder att åtta eller nio kiselnanålar kan injiceras i en enda cell utan att skada en cell avsevärt. Så vi kan använda dessa nanonålar för att leverera biomolekyler till celler eller till och med vävnader med minimal invasivitet, sa Chi Hwan Lee, en biträdande professor vid Purdue Universitys Weldon School of Biomedical Engineering och School of Mechanical Engineering.

En kirurg utför operation på baksidan av en patient som har melanom. Purdue-forskare utvecklar en ny flexibel och genomskinlig bas för kiselplåster för att leverera exakta doser av biomolekyler direkt in i celler och utöka observationsmöjligheter. Forskarna säger att hudcancer kan vara en av applikationerna för plåstren.

Silikonnanonålar är för närvarande placerade mellan huden, muskler eller vävnader där de levererar exakta doser av biomolekyler. Kommersiellt tillgängliga nanonålar av kisel är vanligtvis konstruerade på en styv och ogenomskinlig kiselwafer. Stelheten kan orsaka obehag och kan inte ligga kvar i kroppen särskilt länge.

"Dessa egenskaper är precis motsatta de flexibla, krökta och mjuka ytor av biologiska celler eller vävnader, " sa Lee.

Lee sa att forskarna har löst det problemet.

"För att ta itu med detta problem, vi utvecklade en metod som möjliggör fysisk överföring av vertikalt ordnade nanonålar av kisel från deras ursprungliga kiselskiva till en bioplåster, " sa Lee. "Denna nanoneedle-plåster är inte bara flexibel utan också transparent, och kan därför också tillåta samtidig observation i realtid av interaktionen mellan celler och nanonålar."

En studie om det nya förfarandet publicerades idag (9 november) i Vetenskapens framsteg . Samarbetspartnerna från Sydkoreas Hanyang-universitet och Purdues Weldon School of Biomedical Engineering och School of Mechanical Engineering fick gemensamt stöd från United States Air Force Office of Scientific Research och det koreanska ministeriet för vetenskap och IKT för att slutföra denna studie. Nanonålarna är delvis inbäddade i ett tunt flexibelt och transparent bioplåster som kan bäras på huden och kan leverera kontrollerade doser av biomolekyler.

Lee sa att forskarna hoppas kunna utveckla plåstrets funktion för att fungera som en extern hudplåster, sänka smärtan, invasivitet och toxicitet förknippad med långvarig läkemedelstillförsel.

I den här teknikens nästa iterationer, Lee sa att forskarna planerar att testa operativ giltighet av plåstrets kapacitet att övervaka cellulär elektrisk aktivitet eller behandla cancervävnad.

Denna teknik är i linje med Purdues "Giant Leaps" som firar universitetets globala framsteg inom hälsa, Plats, artificiell intelligens och hållbarhetshöjdpunkter som en del av Purdues 150-årsjubileum. Det är de fyra teman för det årlånga firandets Idéfestival, designad för att visa upp Purdue som ett intellektuellt centrum som löser verkliga problem.