금 나노 입자로 만든 문신은 의료 진단에 혁명을 일으켰습니다.

신체의 물질이나 약물의 중요한 값과 농도에 대한 정보를 지속적으로 전송하는 이식형 센서에 대한 아이디어는 오랫동안 의사와 과학자를 매료시켰습니다. 이러한 센서를 통해 질병 진행 및 치료 성공을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 그러나 지금까지 이식 가능한 센서는 체내에 영구적으로 남아 있기에 적합하지 않았지만 며칠 또는 몇 주 후에 교체해야 했습니다. 한편으로는 신체가 센서를 이물질로 인식하기 때문에 임플란트 거부의 문제가 있다. 반면에 농도 변화를 나타내는 센서의 색상은 지금까지 불안정하고 시간이 지남에 따라 퇴색되었습니다. 마인츠 요하네스 구텐베르크 대학(JGU)의 과학자들은 체내에서 몇 달 동안 작동할 수 있는 새로운 유형의 이식형 센서를 개발했습니다. 이 센서는 특정 분자에 대한 수용체로 변형된 색 안정한 금 나노입자를 기반으로 합니다. 인공 고분자 조직에 삽입된 나노골드는 피부 아래에 이식되어 색을 변화시켜 약물 농도의 변화를 보고합니다.

Carsten Sӧnnichsen 교수의 연구 그룹은 수년 동안 금 나노 입자를 센서로 사용하여 미세한 유동 세포에서 미량의 단백질을 감지해 왔습니다. 금 나노 입자는 빛의 작은 안테나 역할을 합니다. 그들은 그것을 강력하게 흡수하고 산란시키기 때문에 다채롭게 보입니다. 그들은 색을 변화시켜 주변 환경의 변화에 ​​반응합니다. Sӧnnichsen의 팀은 이식된 의료 감지에 이 개념을 활용했습니다.

작은 입자가 헤엄쳐 나가거나 면역 세포에 의해 분해되는 것을 방지하기 위해 조직과 같은 일관성을 가진 다공성 하이드로겔에 포함됩니다. 일단 피부 아래에 이식되면 작은 혈관과 세포가 모공 속으로 자랍니다. 센서는 조직에 통합되어 이물질로 거부되지 않습니다. "우리 센서는 보이지 않는 문신과 같으며, 페니보다 크지도 않고 1밀리미터보다 얇습니다."라고 Sӧnnichsen이 말했습니다. 금 나노 입자는 적외선이기 때문에 눈에 보이지 않습니다. 그러나 특별한 종류의 측정 장치는 피부를 통해 비침습적으로 색상을 감지할 수 있습니다.

그들의 연구에서 연구원들은 털이 없는 쥐의 피부 아래에 금 나노 입자 센서를 이식했습니다. 다양한 용량의 항생제를 투여한 후 이러한 센서의 색상 변화를 모니터링했습니다. 약물 분자는 혈류를 통해 센서로 운반됩니다. 금 나노 입자 표면의 특정 수용체에 결합하여 약물 농도에 따른 색상 변화를 유도합니다. 색상 안정성이 있는 금 나노 입자와 조직 통합 하이드로겔 덕분에 센서는 몇 개월 동안 기계적으로나 광학적으로 안정한 상태를 유지하는 것으로 나타났습니다.

색이 있는 물건은 시간이 지남에 따라 표백됩니다. 그러나 금 나노 입자는 표백하지 않고 색상을 영구적으로 유지합니다. 다른 수용체로 쉽게 코팅될 수 있으므로 이식형 센서에 이상적인 플랫폼입니다.

이 개념은 일반화할 수 있으며 이식 가능한 센서의 수명을 연장할 가능성이 있습니다. 미래에는 금 나노입자 기반 이식형 센서를 사용하여 신체의 다양한 바이오마커 또는 약물의 농도를 동시에 관찰할 수 있습니다. 이러한 센서는 약물 개발, 의학 연구 또는 만성 질환 관리와 같은 개인 맞춤 의학에 응용할 수 있습니다.