Populärvetenskaplig sammanfattning
Rollen av nanopartiklars yt- och kolloidkemi i drug delivery
All nutida konsumtion av läkemedel leder till att de sprider sig till kroppens friska såväl som
sjuka celler och orsakar flera biverkningar. För att undvika sådana besvär har användning av
nanopartiklar introducerats inom medicinsk nanoteknik. Nanopartiklar är ett samlingsnamn
för väldigt små partiklar som vanligen är mindre än 100 nm (1 nm = en miljarddels meter,
ungefär en tusendels hårstrå). Ju mindre desto bättre kapacitet har de för att bära läkemedel
via blodet och rikta dem så effektivt som möjligt till endast cancer celler för behandling.
Eftersom vårt immunförsvar skyddar kroppen från bakterier, virus och all sorts främmande
partiklar måste storleken och ytan av dessa laddade nanopartiklar modifieras i syfte att inte
kännas igen och fly undan immunsystemet, annars om dessa partiklar förs i blodet utan
modifiering,
uppstår
det
attraktioner
mellan
motsattladdade
komponenter
och
sammanklumpningar i blodet vilket lätt kan leda till hjärt- och hjärninfarkt. Därav tillverkas
väldigt små nanopartiklar vilka senare omslutas med biologiskt vänliga ämnen innan de
inträder blodbanan. Därför, för att kunna utveckla ett effektivt läkemedel baserat på
nanopartiklar i lösning spelar nanopartikelns ytegenskaper och dess gränsyta med andra
partiklar i omgivningen en ledande roll. För att kunna mäta hur stabilt omslutna nanopartiklar
är i att undvika sammanklumpning och interaktion med icke-önskade ämnen i blodet och i
celler måste den elektriska spänningen (zetapotential) i gränssnittet mellan nanopartikeln och
lösningen mätas.
I denna forskning framställdes magnetiska nanopartiklar, kallade maghemiter, genom att
vidarutveckla en ny syntesmetod. Identiteten och storleken av dessa negativt laddade
nanopartiklar, och deras storleksfördelning i lösning bestämdes genom olika nanotekniska
mätinstrument. För att kunna utvärdera interaktionen mellan sådana negativt laddade
nanopartiklar och olika positivladdade joner, som existerar i blodet och celler, valdes först en
annan liknande sorts nanopartikel – kiseldioxider – med samma negativa ytladdning som
referenssystem, och deras zetapotential bestämdes. Därefter bestämdes zetapotentialerna av
negativt laddade maghemit nanopartiklar också i blodets och cellernas fysiologiska tillstånd
för att kunna jämföra zetapotentialvärdena med kiseldioxidernas. Dessutom omslutades
maghemit nanopartiklarna med de biologiskt vänliga ämnen polyetylenglykol (PEG) och
chitosan, och deras zetapotential bestämdes likaså.
Analysen av resultanterna från vissa mätinstrument bekräftar att de tillverkade partiklarna är
definitivt maghemiter. Resultaten från två andra apparater visar att partiklarna är väl
finfördelade och har en genomsnittlig partikelstorlek på 13 nm. Omslutning av partiklarna
lyckades genomföras med PEG och chitosan eftersom zetapotentialen hos fullständig
omslutna maghemiter nådde värdet noll. Alltså var detta en indikation på fullständig
omslutning där negativa ytan isolerats helt från omgivningen. Försumbara ändringar i
partikelstorlek observerades efter omslutning och de omslutna partiklarna var stabila i blodet
och cellernas fysiologiska tillstånd.
Resultaten från denna studie visar att PEG- och chitosanomslutna maghemit nanopartiklar är
så stabila att de kan fly undan blodets immunsystem, som annars försöker angripa, omsluta
och sedan eliminera dessa främmande partiklar ur kroppen genom levern och njurarna. Därför
besitter denna tillverkade magnetiska drug delivery modell en stor potential att fungera som
en läkemedelsbärare i blodet mot cellulära omgivningar för utsläppet av läkemedlet.
Ibrahim Ziazadeh, Examensarbete, Läkarprogrammet
Handledare: Docent Zareen Abbas
