Concept de conception d'un système intelligent de nanofibres hyperthermiques qui utilise des nanoparticules magnétiques (MNP) dispersées dans des polymères sensibles à la température. Médicament anticancéreux, doxorubicine (DOX), est également incorporé dans les nanofibres. Les nanofibres sont réticulées chimiquement. D'abord, le signal de l'appareil (champ magnétique alternatif, AMF) est activé pour activer les MNP dans les nanofibres. Puis, les MNP génèrent de la chaleur pour effondrer les réseaux polymères dans la nanofibre, permettant la libération « on-off » de DOX. La chaleur générée et la DOX libérée induisent l'apoptose des cellules cancéreuses par des effets hyperthermiques et chimiothérapeutiques, respectivement.
Des chercheurs japonais rapportent que l'incorporation de nanoparticules magnétiques et d'un médicament anticancéreux dans des nanofibres polymères réticulées présente un double traitement pour lutter contre le cancer avec des effets secondaires réduits.
Les nanofibres polymères sensibles aux stimuli ou « intelligentes » ont attiré une attention croissante. Les structures à l'échelle nanométrique donnent lieu à une sensibilité élevée aux stimuli alors qu'elles peuvent également être manipulées facilement en tant que matériaux macroscopiques. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Tsukuba et de l'Institut national des sciences des matériaux au Japon ont démontré comment elles peuvent être utilisées pour héberger des nanoparticules magnétiques afin d'exploiter les effets hyperthermiques pour traiter le cancer tout en évitant les effets secondaires habituels. L'incorporation de doxorubicine dans les nanofibres permet également la libération contrôlée du médicament anticancéreux en tant que mécanisme supplémentaire pour tuer les cellules cancéreuses.
Les nanoparticules magnétiques peuvent tuer les cellules cancéreuses grâce à la chaleur générée par induction lorsqu'elles sont soumises à un champ magnétique alternatif. Il a également été démontré que de tels traitements hyperthermiques améliorent l'efficacité des médicaments anticancéreux. Cependant, les nanoparticules peuvent également entraîner une altération de la fonction mitochondriale, inflammation, et des dommages à l'ADN. L'incorporation des nanoparticules dans des nanofibres peut apporter une solution.
Young-Jin Kim , Mitsuhiro Ebara, et Takao Aoyagi filé électriquement les fibres à partir d'une solution du polymère poly(NIPAAm-co-HMAAm) mélangée à une solution de nanoparticules magnétiques et de doxorubicine. L'échauffement provoqué par les nanoparticules lors de la mise en marche d'un champ magnétique alternatif a provoqué des effets hyperthermiques, ainsi qu'un dégonflement et une déformation réversibles des fibres, qui a libéré les molécules de médicament. Des recherches in vitro et dans des lignées cellulaires ont démontré une destruction efficace des cellules cancéreuses, qui était fortement réduite pour les traitements hyperthermiques seuls en l'absence de doxorubicine.
"La nanofibre doxorubicine/nanoparticules magnétiques a induit l'apoptose des cellules cancéreuses en raison d'un effet synergique de la chimiothérapie et de l'hyperthermie, ", disent les auteurs. Le travail démontre comment les nanofibres intelligentes peuvent être utilisées comme matériau de manipulation qui combine l'hyperthermie et les traitements de libération de médicaments qui peuvent être contrôlés par la simple activation ou désactivation d'un champ magnétique alternatif.
