酸化鉄の単結晶ナノフラワーと金コーティングの調整可能なシールド効果の生分解メカニズム

生物におけるナノ材料の構造と反応性との関係を理解することは、効率的で安全な生物医学的応用に対する重要なステップです。ここで報告されているマルチスケールのアプローチは、細胞内リソソーム環境を模倣した媒体におけるマルチコアマグヘマイトナノフラワーの磁気および構造的変換に従うことができます。これらの複雑なナノスタークチャの生分解に関する原子スケールおよび巨視的な情報に立ち向かうことにより、それらの高温のパワーと磁気共鳴イメージングT1とT2のコントラスト効果の重要な変化に関与するメカニズムを解明することができます。マルチコアナノ粒子の優れた磁気特性を持つ磁気シングルコアクラスターへのこの変換は、酸化鉄ベースのナノ材料の治療および診断の有効性に対する細胞媒体の有害な影響を強調しています。生分解は表面反応性メカニズムを介して発生するため、金ナノシェルの不活性活性を利用して酸化鉄ナノ構造を保護できることを実証します。このような無機ナノシールドは、生物中のナノ材料の分解性、そして最終的に長期的な運命を調節するための関連する戦略である可能性があります。

Understanding the relation between the structure and the reactivity of nanomaterials in the organism is a crucial step towards efficient and safe biomedical applications. The multi-scale approach reported here, allows following the magnetic and structural transformations of multicore maghemite nanoflowers in a medium mimicking intracellular lysosomal environment. By confronting atomic-scale and macroscopic information on the biodegradation of these complex nanostuctures, we can unravel the mechanisms involved in the critical alterations of their hyperthermic power and their Magnetic Resonance imaging T1 and T2 contrast effect. This transformation of multicore nanoparticles with outstanding magnetic properties into poorly magnetic single core clusters highlights the harmful influence of cellular medium on the therapeutic and diagnosis effectiveness of iron oxide-based nanomaterials. As biodegradation occurs through surface reactivity mechanism, we demonstrate that the inert activity of gold nanoshells can be exploited to protect iron oxide nanostructures. Such inorganic nanoshields could be a relevant strategy to modulate the degradability and ultimately the long term fate of nanomaterials in the organism.