Em uma descoberta em metamateriais, pela primeira vez no mundo, pesquisadores da Universidade de Tel Aviv desenvolveram uma nanotecnologia inovadora que transforma uma nanopartícula de calcita transparente em uma partícula semelhante a ouro cintilante. Em outras palavras, eles transformaram a partícula transparente em uma partícula que é visível apesar de suas dimensões muito pequenas. De acordo com os pesquisadores, o novo material pode servir como plataforma para tratamentos inovadores de câncer.

Em um novo artigo publicado em Materiais avançados , uma equipe internacional de cientistas, coordenado pelo Dr. Roman Noskov e Dr. Pavel Ginzburg da Faculdade de Engenharia Iby e Aladar Fleischman da Universidade de Tel Aviv, Prof. Dmitry Gorin do Centro de Fotônica e Materiais Quânticos do Instituto Skolkovo de Ciência e Tecnologia (Skoltech) e Dr. Evgeny Shirshin do M.V. Lomonosov Moscow State University, introduziu o conceito de entrega biofriendly de ressonâncias ópticas por meio de um metamaterial mesoscópico, um material com propriedades que não são encontradas na natureza. Esta abordagem abre perspectivas promissoras para a multifuncionalidade em sistemas biomédicos, permitindo o uso de uma única nanopartícula projetada para detecção, terapia fototérmica, tomografia fotoacústica, bioimagem, e distribuição direcionada de drogas.

"Este conceito é o resultado de um pensamento interdisciplinar na interface entre a física dos metamateriais e a química bioorgânica, visando atender as necessidades da nanomedicina. Fomos capazes de criar um metamaterial mesoscópico submicrônico a partir de componentes biocompatíveis que demonstra fortes ressonâncias Mie cobrindo a janela espectral do infravermelho próximo na qual os tecidos biológicos são transparentes, "diz o Dr. Roman Noskov.

As nanoestruturas capazes de localização de luz em nanoescala, bem como executar várias funções, são altamente desejáveis ​​em uma infinidade de aplicações biomédicas. Contudo, biocompatibilidade é normalmente um problema, já que a engenharia de propriedades ópticas freqüentemente exige o uso de compostos tóxicos e produtos químicos. Os pesquisadores resolveram esse problema usando nanoseeds de ouro e esferulitas de vaterita porosa (carbonato de cálcio), atualmente considerados veículos de entrega de drogas promissores. Esta abordagem envolve a infusão controlável de nanoseeds de ouro em um andaime de vaterita, resultando em um metamaterial mesoscópico - vaterita dourada - cujas propriedades de ressonância podem ser amplamente ajustadas pela alteração da quantidade de ouro dentro da vaterita. Adicionalmente, a alta capacidade de carga útil de esferulitos de vaterita permite o carregamento simultâneo de drogas e marcadores fluorescentes. Para exemplificar o desempenho de seu sistema, os pesquisadores demonstraram aquecimento a laser eficiente de vaterita dourada em comprimentos de onda vermelho e infravermelho próximo, altamente desejável em terapia fototérmica, e tomografia fotoacústica.

O Prof. Pavel Ginzburg resume, "Esta plataforma inovadora permite a acomodação de múltiplas funcionalidades - como simples add-ons que podem ser introduzidos quase sob demanda. Junto com imagens ópticas e termoterapia, Visibilidade de ressonância magnética, materiais biomédicos funcionais e muitas outras modalidades podem ser introduzidos em uma partícula em escala nanométrica em miniatura. Acredito que nossos esforços colaborativos levarão a demonstrações in vivo, que abrirá o caminho para uma nova tecnologia biomédica. "