Zeitschrift für Nanomedizin und biotherapeutische Entdeckung
Offener Zugang

Abstrakt

Entwurf einer Nanorobotik auf Basis flexibler FePd-Nanohelix zur Krebsbehandlung

Minoru Taya

Kürzlich haben wir mithilfe eines elektrochemischen Verfahrens und eines Nachglühprozesses erfolgreich FePd-Nanoroboter (NRs) hergestellt. Der Betätigungsmechanismus der vorgeschlagenen FePd-NRs basiert auf zwei wissenschaftlichen Mechanismen, die mit der ferromagnetischen Formgedächtnislegierung Fe70Pd30 in Zusammenhang stehen: (1) Hybridmechanismus von Kettenreaktionsereignissen; angelegter Magnetfeldgradient, Magnetkraft, spannungsinduzierte Martensitphasenumwandlung von Fe70Pd30 von steifem Austenit zu weichem Martensit, was, wie wir entdeckt haben, zu größeren Verschiebungen bei sehr hoher Geschwindigkeit führt, und (2) magnetische Wechselwirkungen gekoppelt mit spannungsinduzierter Martensitphasenumwandlung unter konstantem Magnetfeld, was zu großen Verschiebungen führt. Diese Phasenumwandlung der FePd-Nanohelix unterscheidet sich von der des FePd in ​​Massengröße. Es hat sich herausgestellt, dass die Martensit-Starttemperatur (Ms) des FePd-Nanomaterials im Vergleich zu der Ms von FeP in Massengröße zu niedrigeren Temperaturen hin verschoben ist und dass die FePd-Nanohelix-NR unter angelegtem konstantem Magnetfeld Nanobewegungen aufweisen kann. Es gibt viele Anwendungsgebiete für FePd NRs, darunter eine neue Krebsbehandlung durch Ausüben mechanischer Spannungsbelastung auf lebende Krebszellen, die bei den Zielkrebszellen einen durch mechanischen Stress induzierten Zelltod (MSICD) auslöst. Wir haben einen Biokompatibilitätstest mit Fe7Pd3-Nanopartikeln durchgeführt und dabei festgestellt, dass die Verwendung einer geringen Menge an FePd-Nanoaktoren für BT-474-Brustkrebszellen nicht zytotoxisch ist. Hier berichten wir über einige vorläufige Ergebnisse eines In-vitro-Experiments mit MSICD unter Verwendung eines makroskopischen mechanischen Belastungsaufbaus, bei dem lebende Zielzellen über eine Agarosegelschicht hauptsächlich einer dynamischen Druckbelastung ausgesetzt werden. Die vorläufigen Ergebnisse von MSIC haben gezeigt, dass lebende Brustkrebszellen in einem Bereich mit dominanter Druckspannungsbelastung eine Mischung aus Apoptose- und Nekrose-Zelltodmodi aufweisen, während solche in einem Bereich mit dominanter Scherspannungsbelastung einen stark nekrotischen Zelltodmodus aufweisen.