Comunicato stampa a cura del: CERIC-ERIC.

Un recente studio condotto nell’ambito del progetto Nano-analytics for Pharmaceutics guidato da Aden Hodzic (CERIC-ERIC), in una collaborazione con i ricercatori dell’UCL – University College London, Maximilian Besenhard, Nguyen Thi Kim Thanh, e Asterios Gavriilidis, ha fatto luce su nuovi metodi per la sintesi di nanoparticelle di ossido di ferro. I risultati aiuteranno a migliorare la futura formulazione e somministrazione di farmaci per più efficaci diagnosi e trattamenti dei tumori.

Immagine 1 - Nano-particelle di ossido di ferro (crediti immagine: Lily Yang, M.D., Ph.D., e Hui Mao, PhD, National Cancer Institute, National Institutes of Health).

Grazie alla loro biodegradabilità e bassa tossicità, le nano-particelle di ossido di ferro (IONP) sono considerate uno dei nanomateriali principali in campo biomedico. Le loro caratteristiche morfologiche ne consentono l’uso in sistemi di somministrazione di farmaci, come anche in tecnologie per la diagnosi e il trattamento di tumori.

Ad esempio, possono essere utilizzate come agente di contrasto per la risonanza magnetica (RM), strumento diagnostico ampiamente diffuso in oncologia clinica.

Tuttavia le nanoparticelle di ossido di ferro sono instabili dal punto di vista fisico-chimico, poiché tendono ad agglomerarsi e a ossidarsi, fattore che aumenta il rischio di tossicità per l’organismo, e di effetti collaterali se usate in campo clinico. Il loro uso per scopi clinici e medici implica pertanto un’indagine approfondita di tutte le fasi necessarie per la loro sintesi, per la più completa comprensione dei meccanismi che ne guidano la formazione.

La sintesi di nanoparticelle è impegnativa a causa dell’alta velocità (pochi secondi) in cui si formano, andando a ridurre il tempo necessario per analizzarne le caratteristiche.

L’approccio adottato dai ricercatori ha superato tale limitazione attraverso l’utilizzo di un nuovo metodo di applicazione di un reattore a flusso continuo per l’osservazione dei singoli stati della reazione in tempo reale e l’analisi delle nanoparticelle nei loro stati di reazione transitori, come se fossero “congelate” in singoli fotogrammi.

Questo metodo ha permesso, per la prima volta, di studiare le prime fasi di formazione delle particelle solide ottenute da una soluzione liquida.

Immagine 2 - Sommario grafico dello studio 

L’aggiunta di acido citrico ai primi precipitati di particelle ha inoltre dimostrato la sua efficacia nel conferire loro maggiore stabilità.

Grazie alle informazioni ottenute, è stato possibile sintetizzare le nanoparticelle stabili di ossido di ferro in modo continuo, dimostrando l’efficacia dell’innovativa procedura di sintesi utilizzata.

“Uno dei valori aggiunti del progetto ‘Nano-analytics for Pharmaceutics’ è l’uso di più tecniche complementari avanzate per comprendere il comportamento e il livello di stabilità fisico-chimica delle nanoparticelle, verso una diagnosi e un trattamento del cancro che siano più efficaci” – afferma Hodzic. A questo proposito, diverse tecniche di laboratorio e con luce di sincrotrone messe a disposizione da CERIC-ERIC hanno permesso di osservare da vicino la struttura e il processo di sintesi delle nanoparticelle nelle sue varie fasi.

La ricerca ha coinvolto scienziati di CERIC-ERIC e dei suoi partner – la Graz University of Technology e Elettra Sincrotrone Trieste – e dell’UCL, University College London.

Per quanto riguarda i piani futuri, Hodzic ha dichiarato: “Nelle prossime fasi prevediamo di costruire e studiare i magneto-liposomi come sistema per la somministrazione di nano-farmaci”.

Lo studio è stato pubblicato sul Chemical Engineering Journal.

ARTICOLO ORIGINALE: https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125740

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