بهبود سیستم دارورسانی با نانوسیم‌های سیلیکونی

نانوسیم‌های سیلیکونی می‌توانند به خوبی به مخاط بدن انسان بچسبند. این توانایی ممکن است سیستم‌های دارورسانی بهتری را پیشنهاد کند. آنچه در مورد این نانوسیم‌ها مهم است، این است که آنها برخلاف کارهای قبلی برای اصلاح، نیاز نیست به صورت شیمیایی به سلول‌های زیستی بچسبند.

نانوسیم‌های سیلیکونی می‌توانند به خوبی به مخاط بدن انسان بچسبند. این توانایی ممکن است سیستم‌های دارورسانی بهتری را پیشنهاد کند. آنچه در مورد این نانوسیم‌ها مهم است، این است که آنها برخلاف کارهای قبلی برای اصلاح، نیاز نیست به صورت شیمیایی به سلول‌های زیستی بچسبند.

غشاء‌های مخاطی، از قبیل آنچه در روده، بینی، چشم‌ها و دهان است، بخاطر منبع غنی از خون و سطح ویژۀ بزرگ‌شان، اهداف خوبی برای سیستم دارورسانی هستند. اما این غشاء‌ها که می‌توانند چندین صد میکرومتر ضخامت داشته باشند، مانع‌های سختی برای نفوذ داروها می‌باشند. افزاره‌های دارورسانی قبلی روی ساختارهای میکرومقیاسی متمرکز شده بودند که به صورت شیمیایی با مولکول‌هایی مانند لکتین‌ها اصلاح می‌شدند، بطوری که بهتر به سلول‌های مخاطی می‌چسبیدند. اما در این حالت هنوز این مشکل وجود داشت که چنین افزاره‌هایی بعد از نزدیک به چند ساعت هنگامی که این مخاط به طور طبیعی تغییر و تبدیل می‌یافت، حذف می‌شدند.

اکنون یک گروه به رهبری تِجال دیسای و کیت فیشر از دانشگاه کالیفرنیا در سان‌فرانسیسکو، نشان داده است که نانوسیم‌های سیلیکونی می‌توانند در این لایه مخاطی نفوذ کرده و به سلول پوششی زیرین متصل شوند. این بدین معنی است که این نانوسیم‌ها می‌توانند برای بیش از سه روز ( زمان تغییر و تبدیل این سلول‌ها) روی این سلول‌ها بمانند. دیسای گفت: نتایج‌مان این تصور را بوجود می‌آورد که کاهش اندازه ساختارهای سطحی، چسبندگی را افزایش می‌دهد. این پدیده بدلیل افزایش چسبنگی واندروالس یا دیگر برهم‌کنش‌های نانومقیاس با سلول‌ها، است.

این گروه نتایج خود را با تست شرایطی که تحت آن این نانوسیم‌ها به سلول‌های مخاطی می‌چسبند، بدست آوردند. این دانشمندان همچنین مقدار جریان برشی که این افزاره قبل از حذف‌شدن می‌تواند تحمل کند، را بدست آوردند. این مقدار اهمیت زیادی دارد، زیرا بافت مخاطی گاهی مقدار زیادی جریان برشی تحمل می‌کند. برای مثال، جریان روده‌ای نوعاً جریان‌های برشی بین ۱/۰ و۱۰ دین (dyne) بر سانتی‌متر مربع دارد. این مقادیر را با جریان برشی صد دین بر سانتی‌متر مربع موقعی که یک شخص اسهال دارد، مقایسه کنید.

دیسای گفت: مواد قبلی چسبنده به مخاط فقط به مخاط می‌چسبند، اما این دانه‌های روکش‌داده‌شده با نانوسیم به سلول‌های زیرین این لایه مخاطی می‌چسبند. در حالی که هنوز آزمایش‌ها در محیط زنده را انجام نداده‌ایم، مطالعات جریانی در محیط مصنوعی با ماده بزاقی نشان می‌دهند که این افزاره‌های روکش‌داده‌شده با نانوسیم از آنهایی که با لٍکتین‌ٍگوجه‌فرنگی اصلاح شده‌اند، محکم‌تر به مخاط می‌چسبند.

دیسای اضافه می‌کند که توانایی در استفاده از نانوساختارها به‌عنوان مواد چسبنده بدون اصلاح‌های شیمیایی به صورت بالقوه مراحل این فرآیند را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، نانوسیم‌های سیلیکونی مستحکم و زیست‌سازگار هستند و ممکن است در دیگر سیستم‌های مبتنی بر سیلیکون از قبیل میکروتراشه‌ها یا مدارهای الکتریکی مجتمع شوند.

این محققان نتایج خود را در مجله Nano letters منتشر کرده‌اند.