Срочные новости раздела
Ученые определили основные факторы токсичности нанотрубок

Ученые определили основные факторы токсичности нанотрубок

Ученые из Сколтеха провели систематический обзор публикаций о биомедицинском применении углеродных нанотрубок на моделях in vitro и предположили, какие параметры производства делают их безопасными для живых организмов. Для этого исследователи выделили около двухсот публикаций за последние двадцать лет и провели статистический анализ результатов. Наименее токсичными для живых клеток оказались углеродные нанотрубки, использованные в виде подложки, что позволяет применить их как основу для носимой, текстильной и имплантируемой электроники.

Трехмерная визуализация углеродных нанотрубок переменного диаметра © Joel Brehm, University of Nebraska-Lincoln Office of Research and Economic Development

Углеродные нанотрубки (УНТ) — многообещающий материал для биомедицинских применений: тканевой инженерии и регенерации, таргетной доставки лекарств, селективного уничтожения раковых клеток, биовизуализации и многих других задач. Это возможно благодаря уникальному сочетанию наноразмеров и исключительных механических, оптических и электрических характеристик. Более 20 лет назад нанотрубки впервые удалось успешно соединить с одной из самых чувствительных биологических систем — нервными клетками. Данное исследование послужило отправной точкой для последующих поисков. Однако дальнейшие результаты были противоречивыми: одни  работы показывали только положительные эффекты, другие указывали на токсичность материала.

“В результате сложилась парадоксальная ситуация: проведено множество экспериментов по изучению токсичности УНТ, но конкретные дозы, вызывающие токсические эффекты, до сих пор неясны, данные о биологических эффектах сильно различаются. Поэтому мы решили собрать результаты из большого количества работ и систематизировать  основные параметры, влияющие на токсичность”, — рассказывает аспирантка Сколтеха Маргарита Четыркина.

В представленном обзоре ученые сосредоточились только на статьях, посвященных анализу токсичности УНТ для клеток человека и других млекопитающих и отобрали 194 публикации по теме для анализа. Чтобы систематизировать результаты, полученные  в этих работах, исследователи ввели дополнительные категории для сравнения: тип клеток, использованный тест на токсичность, время инкубации, способ контакта нанотрубок с живой системой, геометрия. На основе этих данных ученые провели статистический анализ, который позволил сделать ряд нескольких важных выводов

Исследователи обнаружили, что УНТ, нанесенные на подложку, безопасны для клеток: в 90% исследований клетки человека и млекопитающих, выращенные на УНТ, выживали и чувствовали себя не хуже, чем в контрольной группе. Данный факт позволяет смело заключить, что  УНТ можно безопасно использовать при создании носимой и текстильной электроники, имплантов для мышечной и нервной ткани.

В случае тестирования нанотрубок в виде суспензии, результаты менее однозначные, и больший вклад вносят доза, время инкубации, различные протоколы приготовления суспензии. Однако ряд работ показал, что при соблюдении определенных условий, УНТ в растворенном виде подходят для использования в таргетной доставке лекарств, химиотерапии, биосенсорных исследований и тканевой инженерии. Однако требуются дальнейшие исследования, чтобы точно понять механизм взаимодействия материала с живыми системами.

“Мы надеемся, что наш обзор позволит другим ученым разобраться в области исследований токсичности и биологического применения нанотрубок и поможет в планировании экспериментов. Например, при выборе подходящего для эксперимента типа нанотрубок, типа клеток или соответствующего теста на цитотоксичность”, — заключают авторы обзора.

Один из многообещающих проектов лаборатории наноматериалов Альберта Насибулина в Центре фотоники и инженерной физики Сколтеха — разработка микроматериала на основе углеродных нанотрубок — так называемых файберов. Эти гибкие токопроводящие микроволокна исследователи уже опробовали для отслеживания биения сердца, расположив специальное устройство на запястье, а в будущем планируют создать биосовместимые электроды и регистрировать электрическую активность нейронов и мышечных клеток. Однако, для этого нужно было ответить на вопрос: «Так ли страшен чёрт, как его малюют» — то есть разобраться с токсичностью нанотрубок, что ученые из лаборатории наноматериалов Сколтеха и попытались осветить в своем недавнем обзоре.

Статья опубликована в журнале RSC Advances   Источник: skoltech.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Международная группа палеонтологов во главе с учеными из Технологического института Вирджинии (США) описала нового зароподоморфа и дала ему имя. Возраст скелета динозавра, который сохранился почти
подробнее...

Физики из 13 стран рассказали о результатах исследования относительной частоты рождения короткодействующих двухнуклонных корреляций в легчайших зеркальных ядрах, содержащих по три нуклона. Данные были
подробнее...

Коллектив учёных из Сколтеха опубликовал серию из трёх работ, посвящённых разным аспектам проникновения морской соли и других солей в мёрзлый грунт, содержащий газовые гидраты — льдоподобные
подробнее...

Группа ученых из Санкт-Петербурга показала, как работают гены на хромосомах типа ламповых щеток — особой формы хромосом, которые появляются в яйцеклетках кур. Оказалось, что с хромосом происходит
подробнее...

Биологи из Университета Флориды и Нью-Йоркского университета (США) определили, что муравьиные королевы значительно увеличивают выработку инсулина, что способствует развитию яиц. Но матки также
подробнее...

Коллектив зоологов из Чили, Аргентины, Германии и США опубликовал описание  нового вида птиц , обитающего на островах Диего-Рамирес, расположенных в проливе Дрейка примерно в 100 км к юго-западу от
подробнее...

Исследователи из Йельского университета (США) обнаружили, что воздействие света на нанопроволоки, созданные биопленочными сообществами бактерий, может увеличить электропроводность в этих природных
подробнее...

Китайские физики заставили бозе-конденсат атомов распределиться по синтетической импульсной решетке, полученной с помощью встречных лазеров с различным набором частот. Такая система понадобилась им,
подробнее...

Ученые физического факультета МГУ вместе с коллегами из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН и Национального исследовательского университета МИЭТ придумали способ кодировать
подробнее...

Ученые МГУ предложили новую молекулярную систему для управления активностью генов. В ее основе лежит искусственно сконструированный комплекс на базе вирусного фермента, способный присоединяться к
подробнее...

В настоящее время науке известны онкогенные мутации в более чем 300 генах, и зачастую возникает необходимость ранжировать их, чтобы определить мишени для основного воздействия при лечении. Но в
подробнее...

Новое исследование на мышах — и небольшое испытание, уже проведенное на людях — открывает перспективы лечения, которое поможет уменьшить когнитивные проблемы у людей с синдромом Дауна.
подробнее...

Испанские исследователи из Университета Овьедо изучили геном медузы Turritopsis dohrnii, известной как «бессмертная медуза». В отличие от родственных видов, эта медуза способна при определенных
подробнее...

Российские ученые предложили микробиологический метод, позволяющий эффективно синтезировать урсодезоксихолевую кислоту — препарат, который широко используется при лечении различных заболеваний печени.
подробнее...

Физики-теоретики обнаружили, что в концентрических кольцах фотонов, которые вращаются вокруг черных дыр, есть конформная симметрия — внешние кольца являются увеличенной копией внутренних. Для этого
подробнее...

Сотрудники биологического факультета МГУ создали первую полную электростатическую карту поверхности SARS-CoV-2. Она показывает распределение зарядов на компонентах оболочки коронавируса и позволяет
подробнее...

Необычный эффект, полученный индийскими коллегами в плазменно-пылевой системе, объяснили ученые Московского физико-технического института и Объединенного института высоких температур РАН. Эксперимент
подробнее...

Одной из первых планирующих рептилий был целурозавравус, который жил на территории современного Мадагаскара в конце пермского периода. Палеонтологи переописали этот вид и подтвердили, что образом
подробнее...