Pesquisadores produzem nanodiamantes capazes de fornecer remédios medicinais e cosméticos através da pele

Nanodiamante não agregador aplicado em amostras de pele ex vivo e penetrado em todas as camadas da pele:epiderme, derme e gordura. Usando uma técnica óptica não invasiva baseada em laser, a permeação dos nanodiamantes foi perfilada. Crédito:Prof. Dror Fixler, Universidade Bar-Ilan

A pele é um dos maiores e mais acessíveis órgãos do corpo humano, mas penetrar em suas camadas profundas para tratamentos medicinais e cosméticos ainda escapa à ciência.
Embora existam alguns remédios – como adesivos de nicotina para parar de fumar – administrados através da pele, esse método de tratamento é raro, pois as partículas que penetram não devem ser maiores que 100 nanômetros. Criar ferramentas eficazes usando partículas tão pequenas é um grande desafio. Como as partículas são tão pequenas e difíceis de ver, é igualmente desafiador determinar sua localização exata dentro do corpo – informações necessárias para garantir que elas atinjam o tecido-alvo pretendido. Hoje essas informações são obtidas por meio de biópsias invasivas, muitas vezes dolorosas.

Uma nova abordagem, desenvolvida por pesquisadores da Universidade Bar-Ilan em Israel, oferece uma solução inovadora para superar esses dois desafios. Combinando técnicas de nanotecnologia e ótica, eles produziram minúsculas partículas de diamante (nanométricas) tão pequenas que são capazes de penetrar na pele para fornecer remédios medicinais e cosméticos. Além disso, eles criaram um método óptico seguro baseado em laser que quantifica a penetração de nanodiamantes nas várias camadas da pele e determina sua localização e concentração no tecido corporal de maneira não invasiva, eliminando a necessidade de uma biópsia.

Esta inovação acaba de ser publicada por investigadores do Instituto de Nanotecnologia e Materiais Avançados da Universidade, em cooperação com a Faculdade Kofkin de Engenharia e Departamento de Química, na revista científica ACS Nano .

Os nanodiamantes – um milionésimo de milímetro em tamanho – são produzidos pela detonação de explosivos dentro de uma câmara fechada. Sob essas condições, a alta temperatura e pressão fazem com que os átomos de carbono encontrados nos explosivos se fundam. Os nanodiamantes criados no processo são pequenos o suficiente para penetrar nos tecidos – e até nas células – sem causar danos.

Nanodiamante aplicado em amostras de pele e penetrado em todas as camadas da pele:a concentração de nanodiamantes diminui à medida que a camada é mais profunda. Crédito:Aharon Hefer, Universidade Bar-Ilan

Nanodiamantes e entrega de drogas

Assim como os caminhões que fazem entregas, os diamantes artificiais podem entregar vários medicamentos aos alvos pretendidos, e sua distância e localização podem ser controladas devido ao tamanho minúsculo dos nanodiamantes. A abordagem de entrega de drogas usando nanopartículas já provou ser bem sucedida em pesquisas anteriores.

Os nanodiamantes recém-desenvolvidos na Universidade Bar-Ilan também provaram ser antioxidantes eficazes. Essa propriedade garante que as partículas que penetram no corpo sejam seguras e terapêuticas, pois suas propriedades químicas permitem que sejam revestidas com medicamentos antes de sua inserção no corpo.

Rastreando nanodiamantes através da ótica

O método óptico desenvolvido pela equipe de pesquisa permite identificar concentrações relativas de partículas de nanodiamantes nas diferentes camadas da pele (epiderme, derme e gordura) por meio de detecção segura e não invasiva baseada em um laser de comprimento de onda azul, uma descoberta única em si dada o fato de que os lasers de comprimento de onda vermelhos são geralmente usados em exames e tratamentos médicos humanos. Para determinar sua localização na pele e em que concentração, os pacientes são brevemente expostos ao feixe de laser azul. Um sistema óptico cria uma imagem 3D semelhante a uma fotografia através da qual as alterações ópticas no tecido tratado podem ser extraídas e comparadas com o tecido adjacente não tratado usando um algoritmo especialmente criado.

"Este é um desenvolvimento significativo na dermatologia e na engenharia óptica", diz o Prof. Dror Fixler, Diretor do Instituto de Nanotecnologia e Materiais Avançados da Universidade Bar-Ilan e membro da equipe de pesquisa. "Isso poderia abrir as portas para o desenvolvimento de medicamentos aplicados através da pele ao lado de preparações cosméticas modernas usando nanotecnologia avançada". A pesquisa de Fixler, auxiliada pela pesquisadora Channa Shapira e outros, demonstra a importância da inovação óptica na aplicação clínica. + Explorar mais