Forskare från Complutense University of Madrid (UCM) och NOVA University of Lissabon (UNL) har använt platina (Pt) föreningar av flytande kristallin natur för att designa nanokristallstrukturer som effektivt kan kapsla in och transportera vattenolösliga läkemedel som annars är svåra att administrera.

Studien, publiceras i Nanoforskning , visar att förutom deras tillämpningar i bioavbildningstekniker som fosforescerande markörer, de nya Pt(II) nanokristallerna kan också ha en tillämpning inom biomedicin:att kapsla in vattenolösliga läkemedel.

Sådana hydrofoba läkemedel inkluderar vissa antitumörterapier, som är svåra att administrera på grund av deras dåliga löslighet i vatten, gör det nödvändigt att öka dosen för att uppnå den önskade terapeutiska effekten, vilket också ökar toxiciteten och biverkningarna hos patienten.

"För att eliminera dessa problem, vi strategiskt utformade Pt(II) nanokristaller med idealiska strukturella egenskaper som gör dem till utmärkta kandidater för att inkapsla och transportera vattenolösliga ämnen, " förklarade Mercedes Cano, huvudutredaren för MatMoPol-gruppen vid institutionen för oorganisk kemi vid UCM.

Inre hålighet isolerad från vatten

Cristián Cuerva, som var forskare vid institutionen för oorganisk kemi vid UCM när detta forskningsområde lanserades och nu är vid UNL, avslöjade att "närvaron av förlängda alkylkedjor orienterade mot utsidan av nanokristallerna underlättar deras stabila spridning i vatten, " och tillägger att "de som ligger mot det inre gynnar kvarhållandet av hydrofoba ämnen i den inre kaviteten."

För att genomföra studien, forskarna förberedde de nya självlysande Pt(II) nanokristallerna inuti små sfäriska emulsioner som bildades genom att blanda vatten med ett oljigt lösningsmedel.

Efterföljande avdunstning av lösningsmedlet skapar en inre hålighet som är helt isolerad från det vattenhaltiga mediet och uppvisar de idealiska egenskaperna för att inkapsla hydrofoba läkemedel.

Inkapslingsanalyserna utfördes med användning av kumarin 6 (C6), en självlysande förening som är praktiskt taget olöslig i vatten, som en hydrofob substansmodell. Efterföljande analys avslöjade närvaron av C6 inuti nanokristallerna, uppnår en hög inkapslingseffektivitet på upp till 79 %.

Från LCD till nanokapslar

En av de stora revolutionerna inom flytande kristaller var deras användning i LCD-skärmar på surfplattor, e-böcker, bärbara datorer och digitala klockor, även om de nu kan förskjutas av OLED-system, som ger bättre prestanda.

"Under de senaste decennierna, just när många trodde att flytande kristaller hade "nått taket, "Vi har funnit att dessa material har och förbättrar ytterligare egenskaper som fosforescens och konduktivitet, banar väg för nya tekniska tillämpningar inom området luminiscerande sensorer och elektriska batterier. Genom att använda nanovetenskap och nanoteknik, vi har nu visat att flytande kristaller också kan vara till stor nytta inom biomedicinområdet, avslutade Cuerva.