已经尝试了几种提议的方法来从血液中去除不需要的化疗药物，特别是广泛使用的药物阿霉素（DOX）。然而这些方法的结果是DOX去除率不够低。尽管添加了旨在保护结合能力的材料，但使用带电纳米粒子结合DOX 的其他策略在暴露于血液中发现的带电分子和蛋白质时会失去有效性。
由宾夕法尼亚州立大学和寺崎生物医学创新研究所(TIBI) 的科学家组成的合作团队设计了一种方法来应对这些挑战。
《Materials Today Chemistry》中描述的方法基于毛状纤维素纳米晶体——由植物细胞壁的主要成分开发的纳米颗粒，并且另外设计成具有从每一端延伸的大量聚合物链。“毛发”。这些毛发使纳米晶体能够潜在的药物捕获能力大大超过传统纳米粒子和其他材料。
为了生产能够捕获化疗药物的毛状纤维素纳米晶体，研究人员对软木浆中的纤维素纤维进行了化学处理，并赋予毛发负电荷，使其对血液中的带电分子保持稳定。这纠正了传统纳米颗粒存在的问题，即当它们暴露于血液时，它们的电荷变得惰性或减少，这限制了它可以结合的带正电荷的药物分子的数量，使其数量微不足道。
研究人员测试了纳米晶体在人血清（血液中富含蛋白质的液体部分）中的结合效果。每克毛细纤维素纳米晶体可有效去除血清中超过6000 毫克的DOX。与其他当前可用的方法相比，这意味着DOX 捕获量增加了两到三个数量级。
此外，添加纳米晶体后，DOX捕获立即发生，并且纳米晶体对全血中的红细胞或人脐带细胞的生长没有毒害作用。
这种在体内捕获药物的强大方法可能会对癌症治疗方案产生巨大影响，因为可以将剂量增加到更有效的水平，而不必担心有害的副作用。
该研究的首席研究员、宾夕法尼亚州立大学化学工程和生物医学工程助理教授Amir Sheikhi 提供了此类应用的示例。 “对于某些器官，例如肝脏，可以通过导管进行局部化疗。如果我们可以放置一种基于纳米晶体的装置来捕获从肝脏下腔静脉（一种主要血管）流出的过量药物，那么临床医生就可以可以进行更高剂量的化疗来更快地杀死癌症，而不必担心损害健康细胞，并且一旦治疗结束，该装置就可以被移除。”
除了从体内清除多余的化疗药物外，毛细管纤维素纳米晶体还可以针对其他不良物质，例如毒素和成瘾药物。这些实验还证明了纳米晶体在其他分离应用中的有效性，例如电子废物。回收有价值的元素。
寺崎生物医学创新研究所所长兼首席执行官Ali Khademhosseini 表示：“最初是一个相对简单的概念，现在已发展成为一种高效的材料分离方法。这为生物医学和材料科学提供了一种广泛且有影响力的方法。应用创造潜力。”
