Forskare från Institute of Process Engineering (IPE) vid den kinesiska vetenskapsakademin och Tsinghua University (THU) rapporterar en inklämd överbyggnad för grafenoxid (GO) som transporteras genom cellmembran. Upptäckten, publiceras i Vetenskapens framsteg , öppnar ett membranspecifikt läkemedelstillförselläge, vilket avsevärt skulle kunna förbättra cytotoxicitetseffekterna jämfört med traditionella läkemedelsbärare.

Transporten av nanopartiklar vid bio-nano-gränssnitt är avgörande för cellulära svar och biomedicinska tillämpningar. Hur tvådimensionella nanomaterial interagerar eller diffunderar inuti cellmembranet är okänt, vilket hindrar deras tillämpningar inom det biomedicinska området.

"Det sandwichade grafenmembranet är en långsimulerad överbyggnad, men ett obevisat problem in vitro. Vi är glada över att kunna tillhandahålla betydande experimentella bevis och öppna en väg för ny membranspecifik läkemedelsleverans, sa Wei Wei, en professor från State Key Laboratory of Biochemical Engineering of IPE.

Bildningsprocessen av sandwiched GO visualiserades i ett helt hydratiserat/native tillstånd, och den betydande inverkan på celljämnhet, cellfluiditet och membranstyvhet avslöjades också.

Vidare, den sandwichade GO inducerade större läkemedelsinträde och snabbare diffusionstid inuti membranlipidskiktet, överträffar således en typisk liposombärare i anti-cancereffektivitet. Denna funktion är också extremt fördelaktig när man levererar vaccinadjuvans (t.ex. membranreceptorligander) för förbättrad immuneffekt, enligt Wei.

Alla cellinteraktioner, diffusionsdynamik och den ökade effektiviteten av membranspecifik läkemedelstillförsel av sandwichad GO simulerades av Prof. Yan Litang från THU.

"Det är en mycket trevlig studie av grafenmembran-superstrukturer. Den avslöjar olika transportregimer, närvaron av porer och ett antal andra potentiellt intressanta egenskaper relaterade till dessa system, " sa referentbedömare från Vetenskapens framsteg . "Dessutom, de visar användbarheten av GOs för läkemedelsleverans. Övergripande, tidningen är väldigt läglig och berättar en bra historia."

Den GO-baserade överbyggnaden erbjuder enorma designmöjligheter som kan möjliggöra ett stort antal applikationer för dessa framväxande nanomaterial inom de banbrytande områdena inom biologisk och medicinsk vetenskap.