Nanopartiklar som används i läkemedelstillförselsystem, bioavbildning, och regenerativ medicin migrerar från vävnader till lymfkärl efter att ha kommit in i kroppen, så det är nödvändigt att klargöra interaktionen mellan nanopartiklar och lymfkärl. Även om teknik för att observera flödet av nanopartiklar genom lymfkärl in vivo har utvecklats, det har inte funnits någon metod för att utvärdera flödet av nanopartiklar på ett mer detaljerat och kvantitativt sätt ex vivo. Således, forskning utfördes för att utveckla ett ex vivo perfusionssystem för lymfkärlslumen för att fastställa hur nanopartiklar rör sig i lymfkärl och hur de påverkar lymfkärlens fysiologiska rörelse.

Nanopartiklar som införs i kroppen kommer in i lymfkärlen, som spontant drar ihop sig och vidgas för att transportera lymfvätska genom hela organismen. En forskargrupp ledd av professor Naoto Saito, chef för Institutet för biomedicinska vetenskaper, och Chika Kuroda, en tredjeårsstudent vid Yamaguchi University Faculty of Medicine and Health Sciences och examen från masterprogrammet vid Shinshu University Graduate School of Medicine, har utvecklat ett nytt isolerat lymfkärllumenperfusionssystem som kan flytta kolnanorör och andra nanopartiklar in i kirurgiskt avlägsnade lymfkärl för att visuellt utvärdera deras egenskaper. Gruppen lyckades utveckla ett nytt experimentellt system för att utvärdera hur nanopartiklar rör sig i lymfkärl och hur de påverkar den fysiologiska rörelsen av lymfkärl. Det experimentella systemet som utvecklats i denna studie har gjort det möjligt att visuellt och kvantitativt belysa interaktionen mellan nanopartiklar och lymfkärl och att utvärdera den biologiska säkerheten för nanopartiklar.

Detta är första gången som ett ex vivo perfusionssystem har skapats för att bedöma effekterna och kinetiken av nanopartiklar i lymfkärl under spontan kärlkontraktion och expansion. Jämfört med in vivo-undersökningar, perfusionssystemet tillåter högre upplösning och mer detaljerad observation av nanomaterialrörelser tillsammans med tillhörande lymfkärlreaktioner. Vidare, det nya systemet möjliggör både kvantitativa och histologiska bedömningar av ett enda lymfkärls fysiologiska reaktion på nanomaterial. Genom att använda detta experimentella system för att utvärdera specifika nanopartiklar, de fysiologiska och histologiska effekterna av nanopartiklarna på lymfkärlen kan klargöras, och den kliniska tillämpningen av nanopartiklar kan uppnås säkrare genom att utvärdera deras biologiska säkerhet i kombination med cell- och djurförsök.

Nanopartiklar anses vara användbara alternativ för läkemedelstillförsel och canceravbildning. Efter att ha kommit in i kroppen, de är kända för att gå in i lymfkärl och ackumuleras i lymfkörtlar, även om de exakta interaktionerna mellan nanopartiklar och lymfkärl förblir oklara. Det nya perfusionssystemet möjliggör detaljerade undersökningar, säkerhet, och klarläggandet av farmakokinetik för framtida kliniska nanopartikeltillämpningar. I framtiden, gruppen planerar att undersöka effekterna av olika nanopartiklar på lymfkärl beroende på koncentration och tid i syfte att applicera nanopartiklar i medicin. Dessutom, forskargruppen planerar att verifiera säkerheten hos nanopartiklar för kliniska tillämpningar genom att kombinera dem med cell- och djurförsök. I sista hand, de skulle vilja använda detta system för att kliniskt applicera partiklar vars säkerhet har bekräftats inom ett brett spektrum av områden som DDS och bildbehandling, och för att belysa effekterna av nanopartiklar på lymfsystemet.

Studien publiceras i Nano idag .