Des chercheurs de l'Université ITMO ont développé une nouvelle approche pour obtenir des cristaux photoniques magnétiques non toxiques, étendre leurs applications de la photonique à la biomédecine. Les nanosphères fabriquées avec la nouvelle méthode peuvent être utilisées pour concevoir des médicaments pour lutter contre la thrombose et le cancer. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Rapports scientifiques .

Un cristal photonique magnétique (MPC) est essentiellement un complexe de nanoparticules qui peuvent modifier sélectivement ses spectres de réflectance sous l'influence d'un champ magnétique appliqué. De tels cristaux peuvent être utilisés en photonique pour la fabrication de fibres optiques, filtres et autres applications. Cependant, il existe des problèmes concernant la synthèse conventionnelle des MPC. Cette procédure nécessite un équipement sophistiqué, haute température et pression et produits chimiques hautement toxiques.

Des scientifiques de l'Université ITMO ainsi que leurs collègues de l'Université électrotechnique de Saint-Pétersbourg et de N.N. Le centre russe de recherche sur le cancer Blokhin a proposé une méthode simple, méthode peu coûteuse qui permet la production de MPC dans des conditions douces et sans produits chimiques toxiques. La méthode est basée sur le processus de déstabilisation contrôlée d'une solution de nanoparticules magnétiques, entraînant la formation de nanocristaux plus gros. La caractéristique clé du processus est que les réactifs utilisés à cette fin sont connus pour être non toxiques et sont approuvés par la Food and Drug Administration et l'Agence médicale européenne pour l'administration parentérale. Les nanocristaux résultants ont des tailles similaires, excellente stabilité et peut former des structures périodiques sous l'influence des champs magnétiques. De telles caractéristiques permettent de réguler la longueur d'onde de la lumière réfléchie par les nanocristaux, ce qui peut être utile pour la construction sensorielle, systèmes de communication et de navigation.

En raison de leur biocompatibilité, de telles nanosphères peuvent également être utilisées en biomédecine pour l'administration ciblée de médicaments. "Contrairement à ses alternatives, notre méthode est adaptée à divers domaines plutôt qu'à l'optique et à la photonique. En raison de conditions de synthèse douces, nous sommes en mesure de modifier notre technique afin d'incorporer des médicaments dans la structure des nanosphères, " dit Andrey Drozdov, chercheur au Laboratoire SCAMT de l'Université ITMO. "Nous travaillons actuellement sur des médicaments pour le traitement de la thrombose et du cancer du sein. Puisque nous évitons d'utiliser des produits chimiques toxiques, ces médicaments peuvent être injectés sans danger dans le corps. Dès qu'ils atteignent le tissu requis, nous pouvons appliquer un champ magnétique pour séparer les MNS et libérer le médicament avec précision."

Un autre avantage de la méthode suggérée est la flexibilité. La déstabilisation contrôlable permet aux chercheurs d'obtenir des nanosphères à partir de divers matériaux ou de leurs mélanges. "Dans cette recherche, nous avons utilisé de la magnétite - oxyde de fer avec une forte réponse au champ magnétique. En ajoutant d'autres oxydes métalliques, cependant, nous pourrions réaliser des nanosphères hybrides avec des caractéristiques qui étaient auparavant inconcevables, " dit Andrey Drozdov.