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Gli scienziati della Rice University stanno potenziando le proprietà antiossidanti naturali di un elemento presente nel convertitore catalitico di una macchina, per renderlo utile per le applicazioni mediche.

Il chimico Vicki Colvin della Rice ha guidato un team che ha creato piccole sfere uniformi di ossido di cerio, dotandole di un sottile strato di acido oleico grasso per renderle biocompatibili. I ricercatori dicono che la loro scoperta può potenzialmente contribuire a trattare lesioni cerebrali traumatiche, arresto cardiaco e Alzheimer e proteggere dagli effetti collaterali indotti dalle radiazioni subite dai pazienti di cancro.

Le loro nanoparticelle hanno anche il potenziale di proteggere gli astronauti dall'esposizione a lungo termine alle radiazioni nello spazio e forse anche rallentare gli effetti dell'invecchiamento, secondo loro. La ricerca appare questo mese sulla rivista ACS Nano della American Chemical Society.

I nanocristalli di ossido di cerio hanno la capacità di assorbire e rilasciare ioni di ossigeno, una reazione chimica nota come ossoriduzione o redox, in breve. E' lo stesso processo che permette ai convertitori catalitici nelle automobili di assorbire ed eliminare gli inquinanti. Le particelle prodotte alla Rice sono abbastanza piccole da essere iniettate nel flusso sanguigno, quando gli organi hanno bisogno di protezione dall'ossidazione, in particolare dopo le lesioni traumatiche, quando aumentano drasticamente le dannose specie reattive dell'ossigeno (ROS).

Le particelle di cerio si mettono subito al lavoro, assorbendo radicali liberi ROS, e continuano a lavorare nel tempo, quando le particelle ritornano al loro stato iniziale, un processo che rimane un mistero, ha detto. Le specie di ossigeno liberate nel processo "non saranno super reattive", ha detto.

La Colvin dice che l'ossido di cerio, una forma del metallo delle terre rare, il cerio, rimane relativamente stabile ciclizzando tra ossido di cerio III e IV. Nel primo stato, le nanoparticelle hanno delle lacune nella superficie che assorbono gli ioni di ossigeno come una spugna. Quando l'ossido di cerio III si mescola ai radicali liberi, esso catalizza una reazione che depotenzia efficacemente le ROS, catturando atomi di ossigeno e trasformandoli in ossido di cerio IV. Lei dice che le particelle di ossido di cerio IV rilasciano lentamente l'ossigeno catturato e ritornano all'ossido di cerio III, potendo abbattere i radicali liberi ancora e ancora.

[...] Lei dice che un antiossidante auto-rigenerante, che può rimanere sul posto per proteggere gli organi, avrebbe benefici evidenti rispetto ai radioprotettivi tossici che devono essere eliminati dal corpo prima di danneggiare i tessuti sani.

"Probabilmente la cosa più chiara di tutto questo è che finora la nanomedicina ha cercato di sfruttare le proprietà magnetiche e ottiche dei nanomateriali, e abbiamo grandi esempi di questo alla Rice", ha detto la Colvin. "Ma le particolari proprietà delle nanoparticelle non sono ancora state sfruttate nelle applicazioni mediche. Quello che mi piace di questo lavoro è che apre una parte della nanochimica - cioè la catalisi - al mondo medico. Cerio III e IV sono navette di elettroni che hanno vaste applicazioni, se possiamo rendere la chimica accessibile in un ambiente biologico. E per di più, questo materiale umile proviene da un convertitore catalitico", ha detto.

Fonte: Rice University.

Riferimenti: Seung Soo Lee, Wensi Song, Minjung Cho, Hema L. Puppala, Phuc Nguyen, Huiguang Zhu, Laura Segatori, Vicki L. Colvin. Antioxidant Properties of Cerium Oxide Nanocrystals as a Function of Nanocrystal Diameter and Surface Coating. ACS Nano, 2013; : 130930105903002 DOI: 10.1021/nn4026806

Pubblicato da Mike Williams in news.rice.edu (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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