Stablar nanopartiklar som snøballar for å laga nye legemiddel

Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

Forskarane stablar silisiumpartiklar slik barn stablar snøballar for å laga snølykt. (Foto: Ulf Klingström / Wikimedia Commons)

«Snølykt»-partiklar kan gjera framtidas medisinar meir effektive.

Utvikling av nye legemiddel handlar ikkje berre om å finna nye verkestoff som kan bli nye legemiddel. Det kan òg handla om å finna nye og betre måtar å transportera og levera legemiddel til den staden i kroppen der det skal verka.

Vi ser korleis nanopartiklane er stabla som ei snølykt. (Foto: Hennie Marie Johnsen)

Dei siste åra har det vore forska mykje på korleis nanopartiklar kan brukast i legemiddel. 

Blant dei som forskar på dette finn vi Hennie Marie Johnsen. Ho er tilsett hjå legemiddelfirmaet Nacamed og tek doktorgraden sin ved Farmasøytisk institutt på Universitetet i Oslo.

– I Nacamed produserer vi nanopartiklar av silisium for farmasøytisk bruk. Silisiumet er ikkje sjølv eit legemiddel, men nanopartiklane opnar for at vi kan gje pasientane kjende verkestoff på nye og meir effektive måtar, seier ho.

Løyser seg raskare opp

– Vi har utvikla nye strukturar, som vi har døypt «snølykt»-partiklar. Vi stablar små silisium-partiklar saman på same måten som barn stablar snøballar for å laga ei snølykt. Så fyller vi opningane mellom partiklane med verkestoff, der mellomroma mellom snøballane i ei snølykt slepper ut lys.

Molekyla i verkestoffet klarar ikkje å danna like sterke bindingar som det for eksempel ville gjort om det var i fri pulverform. Årsaka er at verkestoffet er fanga i dei ørsmå opningane mellom silisiumpartiklane.

– Dermed løyser det seg raskare opp både i vatn og i kroppen og vert teke raskare opp, seier Johnsen. 

Manglande løysingsevne i vatn kan vera nok til at lovande verkestoff aldri kjem vidare frå laboratoriebenken.

Partiklar av solcellematerialar

Johnsen fortel at etter at ho hadde gjort testane sine, kunne Nacamed setja kryss i alle avkrysningsboksane dei undersøkte.

– Vi har sett på korleis partiklane løyser seg opp og forlet kroppen automatisk. Vi har testa at det ikkje er giftig. Med hydrokortison har vi sett at verkestoffet vert frigjort raskare, som gjer det meir tilgjengeleg for kroppen.

– Vi kan produsera ganske store mengder med relativt like partiklar, seier Hennie Marie Johnsen. (Foto: Michael Sailor)

Ho fortel at Nacamed ikkje er dei einaste som jobbar med silisiumpartiklar.

– Andre har jobba med partiklar som er laga av solcellematerialar. Dei blir etsa med flussyre, som er svært giftig. Trass at det er ein komplisert prosess, gjev det små mengder materiale å jobba med, forklarar ho.

Veldig stor overflate i forhold til volum

– Vi for vår del brukar ein industriskala reaktor, som gjer det råd å produsera ganske store mengder med relativt like partiklar.

Dessutan forskar Nacamed på modifisering av overflata av partiklane sine.

– Vi brukar blant anna silisiumkjemiske metodar. Det lærde eg under eit opphald på University of California San Diego i 2022, seier Johnsen.

– Overflata er viktig for det er den kroppen fyrst kjem i kontakt med og påverkar korleis kroppen handterer partiklane. Og partiklane våre har veldig stor overflate i forhold til volumet.

Referanse:

Hennie Marie Johnsen mfl.: Stable «snow lantern-like» aggregates of silicon nanoparticles suitable as a drug delivery platform. Nanoscale, 2024. Doi.org/10.1039/D3NR05655D