نانوذرات مویی ساخته‌شده از مواد حساس به نور که خود را متراکم می‌کنند، می‌توانند روزی تحت عنوان ” نانو حامل” راهی برای پزشکان جهت تولید همزمان داروهای درمانی و گرمای از بین‌برنده‌ی سرطان برای از بین بردن تومور به ارمغان آورند. این نانوحامل‌ها، نرم‌افزاری بالقوه هستند که مواد ضدآب و در عین‌حال حساس به نور و مواد جاذب آب را برای تولید نانو واکنشگرهای پلی‌مریک که نانوذرات طلای حساس به نور را ایجاد می‌کنند، با هم ترکیب می‌کند.
نور با طول موج‌های مشخص، باعث می‌شود که نانوحامل‌ها برحب نیاز متراکم و یا از هم جداشوند که این موضوع، اجازه‌ی سازماندهی دینامیک و پویا جهت آزادسازی هوشمندانه‌ی دارو در شرایط آزمایشگاهی را می‌دهد.
با اضافه‌کردن مواد شیمی‌درمانی به ساختار نانوذرات، هنگامیکه نانوذرات متراکم می‌شوند، می‌توانند به سمت تومور کشیده شوند و سپس با استفاده از نرم‌افزار، نورهای با طول موج‌های کمتر موجب آغاز فرآیند پراکندگی و از هم جداشدن نانودرات در طول شکست نور می‌شود.
علاوه‌بر خودآرایی پویا و یا از بین رفتن ساختار، از بین رفتن پوشش و آزادشدن مولکول‌های شیمی‌درمانی نیز می‌تواند از طریق پیوندهای کووالانس برگشت‌پذیرِ داروهای شیمی‌درمانی با پلیمرهای مویی موجود در سطح نانودرات، حاصل شود. همچنین، نانودرات طلا می‌توانند با جذب همان نوری که موجب موجب آزادسازی دارو می‌شود، سلول‌های سرطانی را گرم کرده و از این‌طرق، با نیرویی دوبرابر، با سلول‌های سرطانی، مبارزه کنند.
در طیف وسیع دیگری از نرم‌افزارها، فرآیند خودآرایی نانوذره می‌تواند با فاکتورهای محیطی از قبیل دما، pH و یا قطبیت حلال نیز آغاز شود. در این تحقیق، نانوذرات طلا مورد استفاده قرار گرفته‌اند ولی این فرآیند می‌تواند خودآرایی نانوذراتی از هر فلز یا اکسید فلز دیگری را منجر شود. با استفاده از مناسب‌سازی سطح نانوذرات با استفاده از پلیمرهای جاذب آب و حاوی اجزا واکنش‌دهنده با اشعه‌ی مادون قرمز، آزادسازی دارو می‌تواند در شرایط in vivo( درون بدن موجود زنده) نیز انجام شود.
مقاله مرتبط:استفاده از نانو ذرات طلا‌دار در ساخت داروها
نانودرات طلایی کروی‌شکل می‌توانند با نانوموادی دارای شکل پیچیده‌تر_ از قبیل نانوذرات توخالی، نانومیله‌ها و یا نانولوله‌ها_ جایگزین شوند تا جذب بهتری از نور مادون قرمز جهت نفوذ به بافت‌های بیولوژیکی ارائه دهند. تا کنون، هیچ آزمایشی از این نانوذرات در سلول‌ها و یا موجودات زنده انجام نگرفته‌است.این تحقیق، توسط موسسه‌ی Air Force Office of Scientific Research و فونداسیون National Science Foundation انجام شده و در ۳۱ جولای، در ویراست اول مجله‌ی Proceedings of the National Academy of Sciences چاپ شده‌است.
پروفسور Zhiqun Lin می‌گوید:” پیش‌بینی میکنیم که روزی این نانوذرات حاوی طلا، بتوانند به‌عنوان نانوحامل‌های دارورسانی به بدن، با استفاده از ربات‌ها و یا فرآیندهای برگشت‌پذیر متراکم و پراکنده‌شدن، مورد استفاده قرار گیرند. بکارگیری این فرآیند در درمان سرطان‌ها، اثر درمان را از طریق گرم کردن سلول‌های سرطانی در هنگام انتقال دارو به تومور افزایش می‌دهد.”
مقاله مرتبط:نانوذرات طلای پاپ‌کورنی برای تشخیص، درمان و ردیابی سرطان پروستات
متراکم شدن نانوذرات حساس به نور تحت تاثیر نور، می‌تواند در دوره‌های زمانی چندساعته از طریق تغییر شدت و طول موج نور، کنترل شود. Zhiqun Lin همچنین می‌افزاید:” چون این از هم جداشدن می‌تواند به دلخواه آغاز شده و پایان یابد، می‌توانیم یک آزادسازی زماندار را برای دارو از طریق کنترل تابش نور با طول موج کوتاه، فراهم آوریم.”
نانودرات مویی دور هسته های کوچکی از beta-cyclodextrin ساخته میوند که زنجیره‌های پلیمری از poly(acrylicacid)-block-poly(7-methylacryloyloxy-4-methylcoumarin) (PAA-b-PMAMC) رشد می‌کنند. این مواد، پیش‌سازهای فلزی محلول در آب را که فضای بین موهای پلیمر را تحت عنوان نانورآکتور به منطور تولید نانوذرات طلا، مورد استفاده قرار می‌دهد.
محققان، به این ساختارهای داخلی_ پلیمرهای آبدوست PAA هستند_ موهایی از جنس مونومر های آبگریز MAMC می‌افزایند. این مواد حساس به نور هستند و باعث می‌شوند که نانوذره، هنگامیکه در معرض نوری با طول موج ۳۶۵ نانومتر قرار می‌گیرد، از طریق فرآیند photo-dimerization خودآرایی شود.
فرآیند متراکم شدن می‌تواند با استفاده از نوری با طول موج ۲۵۴ نانومتر، بطور کامل برعکس شود.
تیم تحقیقاتی، مولکول‌های رنگی را به نانوذرات افزودند تا آنچه را که ممکن است با افزودن و آزادسازی مواد شیمی‌درمانی اتفاق بیافتد را شبیه‌سازی کنند. افزودن یک اکسید فلز مغناطیسی به نانوذرات، این اجازه را می‌دهد که توده‌های نانوذره توسط یک آهنربای خارجی به سمت تومور کشیده شده و توسط تصویر برداری تشخیصی، درستی این فرآیند مورد ارزیابی قرار گیرد.
مقاله مرتبط:نانوذرات ویژه داروها را به مناطق عمیق‌تر تومور می‌رسانند
علاوه‌بر استفاده‌های پزشکی بالقوه‌ی پزشکی، تکنیک خودآرایی می‌تواند نرم‌افزارهایی را در اپتیک، تکنولوژی‌های مغناطیسی و … به ارمغان آورد. همچنین این تکنیک می‌تواند به تحقیقات پایه‌ای در زمینه‌ی سینتیک کریستالزه‌شدن با استفاده از فرآیند متراکم شدن، جهت تولید ” کریستال‌های مصنوعی” که توسط زنجیره‌های پلیمیری در کنارهم نگه‌داشته شده‌اند، منجر شود.
