研究人员可以调整辐射敏感材料的机械性能以进行生物医学用途
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北卡罗来纳州立大学的研究人员跨学科团队开发了一种复合材料，当暴露于辐射的特定波长时发光和热量，并且可以定制以具有特定的机械特性。综合持有用于生物医学成像，药物递送和治疗治疗的承担承担。
“放射敏感性是使材料可用于生物医学应用的材料，以及调整机械性能的能力使得在身体周围组织中不太可能被拒绝，”诺拉伯格说，诺拉·伯格（Nora Berg）说。在NC州和纸质的主要作者的学生描述了这项工作。
该材料是由蛋白质和羟基氧化镓（GaOOH）制成的生物凝胶的复合物，其是半导体材料。具体地，GaOOH在直径200-300纳米的晶体中分散在生物凝胶中，其长度约为一微米或微米。
“当复合材料暴露于将在临床环境中使用的辐射波长时，GaOOH通过加热和发光来响应，”Berg说。
“这种对辐射的反应使其在某些治疗应用中使用的吸引力，”纸张的相信作者Albena Ivanisevic说，并于NC状态的材料科学与工程教授。“放射敏感反应可以帮助产生类似于过氧化物的反应性氧物质 - 可用于杀死细胞。因此，这种材料可能具有靶向局部癌症网站的价值。“
通过调节gaoh的浓度，可以调节复合材料的力学性能；调整GaOOH的量会改变凝胶的结构，从而影响凝胶的刚度。与北卡罗来纳州化学和生物分子工程部的Saad Khan研究小组合作，对其机械性能进行了研究。
为了确定复合材料如何与细胞相互作用，研究人员进行了概念验证研究。首先，研究人员在复合材料样品的表面上培养了小鼠源性结缔组织细胞，称为成纤维细胞。然后，他们与北卡罗来纳州兽医学院的研究人员合作，将细胞覆盖的样本暴露于不同数量的临床相关辐射中。
研究人员发现，高剂量的辐射会增加细胞死亡，但高浓度的GaOOH也会增加细胞死亡。
“这意味着您可以增加复合材料中GaOOH的浓度，导致靶向部位的细胞死亡，同时使用较少的辐射，”Ivanisevic说。
研究人员现在计划评估复合材料如何与其他细胞等其他细胞类型一起使用，这些细胞更耐辐射。
“复合材料相对便宜且易于制作，并且可以缩放，”Ivanisevic说。“重要的是要注意到，虽然这具有实用的应用，但它是基础工作 - 我们仍然在体外测试阶段。在临床用途的可行性之前，很多工作都在前面。“
本文，“可调谐机械和放射敏化性能的界面，”发表在杂志上应用材料与界面. 这篇论文是由北卡罗来纳州博士共同撰写的。学生布雷迪·皮尔斯、帕特里克·斯奈德、纳撒尼尔·罗尔堡和普拉杰什·阿迪卡里；北卡罗来纳州放射、肿瘤学和生物学助理教授迈克尔·诺兰；以及北卡罗来纳州美国铝业化学和生物分子工程教授Saad Khan。
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编辑注：研究摘要跟随。
“可调谐机械和放射敏感性的界面”
作者：Nora G.Berg、Brady L.Pearce、Patrick J.Snyder、Nathaniel Rohrbaugh、Michael W.Nolan、Prajesh Adhikari、Saad A.Khan和Albena Ivanisevic，北卡罗来纳州立大学
发表：2月16日，应用材料与界面
迪伊：10.1021 / ACSAMI.5B11639
抽象的：我们报告了含有纳米结构的高胶质的复合材料的制造，具有可调谐放射敏化和刚度性能。用显微镜和流变学进行复合表征。使用成纤维细胞在体外测试界面的效用。细胞活力和反应性氧物质测定量化了辐射剂量和高胶液浓度的影响。随着GaOHH和复合刚度的浓度的增加，成纤维细胞的活力降低。在电离辐射实验期间，闪烁的GaOOH的存在引发了不同的细胞反应。活性氧物种数据证明，一种可以减少调节细胞的行为所需的辐射量，以含有辐射敏化材料的不同刚度。
