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Ryan Davis说,2D纳米材料还可以用于修复体内的软骨和骨骼。|图片:德州农工大学工程

改善药物的传递需要找到新的材料来减轻药物进入和释放到体内的过程。Ryan Davis是德州农工大学生物医学工程系的硕士研究生,他的研究重点是先进的生物材料,以持续和延长释放治疗组织再生。

戴维斯和他的团队最近在杂志上发表了一篇评论文章生物医学工程的现状

Davis的综述论文重点研究了一类新型二维纳米材料的现状以及它们如何用于药物传递。这个过程帮助戴维斯为当前的研究工作奠定了基础,这将有助于指导他的纳米材料和水凝胶的工作——一种吸引水的聚合物的三维网络。戴维斯实验室主任、副教授Akhilesh Gaharwar博士将这些类型的纳米技术应用于组织工程和癌症治疗。

戴维斯说:“我们已经开始倾向于软骨和骨骼修复的分娩。”“这可能不是我们继续下去的方向,但这就是我现在的方向,因为我正在研究的水凝胶可以应用于很多不同的疾病或治疗类型。”

二维纳米材料具有平面结构,横向尺寸为纳米或微尺度,厚度为一个到几个原子层。

“我们可以把这些纳米材料想象成一张纸。你有两个长维度,但厚度非常薄。对于纳米材料,厚度在1到5纳米之间。它们是有益的,因为它们在任何类型的材料中具有最高的比表面积,提供了大量的接触点,并增加了表面相互作用的倾向。这些2D纳米材料允许高载药量。”

另一个应用可能是癌症治疗。目前的癌症和许多其他治疗疾病的药物都是疏水(憎水)的。当它们进入体内时,蛋白质经常攻击药物,使它们在体内不稳定。

二维纳米材料可以作为载体,以非常慢的速度释放药物,并屏蔽它们与蛋白质的相互作用,从而提高这些药物的稳定性。

戴维斯说:“2D纳米材料可以促进药物的持续递送,使药物在体内停留较长时间,并保持足够数量的药物在体内具有治疗活性。”“设计与疾病活动同步释放的携带者更有益,而不是过快或过慢。”

戴维斯计划申请几个奖学金来继续这项研究,并帮助解决生物医学领域的其他问题。一些选择包括美国国家科学基金会的研究生研究奖学金计划,美国国立卫生研究院的F31博士预科奖学金和国防部的国防科学与工程研究生奖学金计划。

“我看到我们仍然有很多问题,比如癌症、糖尿病或关节炎,”戴维斯说。“尽管我们已经取得了很大进展,但仍有很长的路要走。如果我能做一些事情,为什么不做一些可以帮助别人的事情,尤其是帮助我家里的人。”