Investigadores desenvolvem nanopartículas sensíveis à luz que podem servir como agentes de contraste
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Uma nova classe de nanopartículas sensíveis à luz poderá abrir novas abordagens para as técnicas de imagiologia. Foi desenvolvida por uma equipa de investigação da Universidade Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU). As partículas absorvem raios laser, convertem-nos em calor e alteram a sua estrutura durante o processo. O trabalho foi publicado na revista "Communications Chemistry".
As partículas recentemente desenvolvidas são as chamadas nanopartículas de cadeia única (SCNP), que consistem em cadeias de polímeros dobradas individualmente. Os cientistas incorporaram nelas moléculas do plástico polipirrol, que absorvem a luz na gama do infravermelho próximo e a convertem em calor. A irradiação laser não só provoca um aquecimento considerável das nanopartículas, como também altera a sua estrutura. "Sob a influência da luz, cada nanopartícula individual agrupa-se, formando uma estrutura esférica com um diâmetro de apenas alguns nanómetros. Isto abre a possibilidade de concentrar as partículas em pontos específicos do corpo - exatamente onde está a luz", diz o químico Prof. Dr. Wolfgang Binder da MLU. Wolfgang Binder, da MLU, que liderou o estudo juntamente com o Dr. Justus Friedrich Thümmler, o Prof. Dr. Karsten Mäder, do Instituto de Farmácia, e o Prof. Dr. Jan Laufer, do Instituto de Física.
A chamada termorresponsividade da SCNP é notável: a sua estrutura reage às mudanças de temperatura. Esta propriedade baseia-se no desenho molecular específico das partículas, que também garante que estas convertem a luz em calor de forma muito eficiente. Testes laboratoriais mostraram que mesmo um feixe laser fraco e relativamente poucas nanopartículas são suficientes para gerar localmente temperaturas muito elevadas - até 85 graus Celsius em testes laboratoriais.
Este efeito é importante para os procedimentos de imagiologia no diagnóstico médico, entre outras coisas: o rápido aquecimento do tecido liberta ondas sonoras. Estas podem ser medidas utilizando técnicas de imagiologia fotoacústica, a partir das quais podem ser criados modelos 3D do interior do corpo. A equipa espera que, dentro de alguns anos, as partículas recentemente desenvolvidas possam contribuir para o diagnóstico do cancro, permitindo, por exemplo, visualizar e seguir com maior precisão os tumores e as suas reacções às terapias através da imagiologia fotoacústica.
Mas o potencial vai ainda mais longe: "No futuro, queremos usar as nanopartículas para transportar um ingrediente ativo para o corpo de uma forma direcionada e activá-lo aí usando luz e calor", explica Binder. As partículas poderão mesmo ser utilizadas para matar células cancerígenas de forma controlada pela luz e pelo calor. No entanto, são ainda necessários estudos mais alargados para explorar o potencial terapêutico das novas partículas.
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Publicação original
Justus Friedrich Thümmler, Farzin Ghane Golmohamadi, Daniel Schöffmann, Jan Laufer, Henrike Lucas, Julia Kollan, Karsten Mäder, Wolfgang Hubertus Binder; "Photo-thermoresponsive polypyrrole-crosslinked single-chain nanoparticles for photothermal therapy"; Communications Chemistry, Volume 8, 2025-4-25
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