Des professeurs de la Louisiana Tech University ont découvert, pour la première fois, un nouveau nanocomposite formé par l'auto-assemblage de cuivre et d'un composant biologique qui se produit dans des conditions physiologiques, qui sont similaires à ceux trouvés dans le corps humain et pourraient être utilisés dans l'administration ciblée de médicaments pour lutter contre des maladies telles que le cancer.

L'équipe, dirigé par le Dr Mark DeCoster, le professeur agrégé James E. Wyche III en génie biomédical à Louisiana Tech, a également découvert un moyen de réaliser cette synthèse sous forme liquide. Cela permettrait de contrôler l'échelle de la synthèse vers le haut ou vers le bas, et pour développer des structures avec des fonctionnalités plus importantes, afin qu'ils puissent être observés.

La découverte a été publiée le mois dernier dans la revue Jupiter ( Journal des expériences visualisées ) - un très visible, revue internationale à comité de lecture. Depuis sa parution, l'article intitulé, "Génération de Scalable, Nanocomposites métalliques à rapport d'aspect élevé dans un milieu liquide biologique" a été consulté des centaines de fois par des dizaines d'universités à travers le monde.

"Nous étudions actuellement comment ce nouveau matériau interagit avec les cellules, " a déclaré DeCoster. " Il peut être utilisé, par exemple pour l'administration de médicaments, qui pourraient être utilisées en théorie pour lutter contre des maladies telles que le cancer. Aussi, en raison du composant de cuivre que nous avons utilisé, il pourrait y avoir de l'électronique intéressante, énergie, ou des applications optiques qui pourraient avoir un impact sur les produits de consommation. En outre, le cuivre a des caractéristiques antimicrobiennes intéressantes et utiles.

"Finalement, comme nous l'a montré le récent déversement environnemental de déchets miniers dans les systèmes fluviaux, métaux, dont le cuivre, peuvent parfois se frayer un chemin dans les systèmes d'eau douce, nos méthodes de composites métalliques récemment découvertes pourraient donc fournir un moyen de « relier » le cuivre indésirable en une forme utile ou plus stable. »

DeCoster a déclaré qu'il y avait deux aspects de cette découverte qui l'ont surpris lui et son équipe de recherche. D'abord, ils ont découvert qu'une fois formé, ces nanocomposites de cuivre étaient incroyablement stables à la fois sous forme liquide ou séchée, et est resté stable pendant des années. "Nous menons cette recherche depuis au moins quatre ans et avons un certain nombre d'échantillons qui ont au moins deux ans et toujours stables, " a déclaré DeCoster.

Seconde, Le groupe DeCoster a été très surpris que ces composites résistent à l'agglomération, qui est le processus par lequel le matériau s'agglutine ou se colle les uns aux autres.

"C'est avantageux car cela nous permet de travailler avec des structures individuelles afin de les séparer ou de les modifier chimiquement, " explique DeCoster. " Lorsque les matériaux se collent et s'agglutinent, comme beaucoup le font, il est beaucoup plus difficile de travailler avec eux de manière logique. Ces deux aspects, cependant, correspond à notre hypothèse selon laquelle l'auto-assemblage que nous avons découvert met du cuivre chargé positivement avec de la cystine contenant du soufre chargée négativement.

La découverte de la recherche était un effort d'équipe qui comprenait des étudiants de DeCoster et Louisiana Tech au baccalauréat, niveau master et doctorat. "La qualité de mon équipe à mettre en place un effort soutenu pour comprendre ce qui était nécessaire pour réaliser de manière reproductible les nouvelles méthodes d'auto-assemblage et les simplifier en dit long sur ce qui peut être accompli à la Louisiana Tech University, " a déclaré DeCoster. " De plus, le travail est très pluridisciplinaire, ce qui signifie qu'il fallait des nanotechnologies ainsi que des connaissances biologiques et biochimiques pour que tout fonctionne, ainsi que quelques instruments de base essentiels que nous avons chez Louisiana Tech. »

DeCoster dit que l'avenir de cette recherche a des impacts potentiellement élevés. Lui et son équipe discutent avec des collègues et des collaborateurs de la façon de tester ces nouveaux nanocomposites pour des applications en bio-ingénierie et des composites plus grands tels que des matériaux qui seraient suffisamment gros pour être tenus à la main.

"Notre récente publication de l'ouvrage pourrait susciter un certain intérêt et de nouvelles idées, " a déclaré DeCoster. "Nous travaillons sur de nouvelles propositions pour financer la recherche et la faire avancer. Nous fabriquons actuellement ces matériaux sur une base « au besoin », sachant qu'ils peuvent être stockés une fois générés, et si nous découvrons de nouvelles utilisations pour les nanocomposites, alors les applications pour les matériaux pourraient conduire à la génération de revenus par le biais d'une start-up que j'ai formée. »