Российские ученые провели подробный обзор публикаций о биомедицинском применении углеродных нанотрубок на моделях in vitro и предположили, какие параметры производства делают их безопасными для живых организмов. Наименее токсичными для живых клеток оказались углеродные нанотрубки, использованные в виде подложки, что позволяет применить их как основу для носимой, текстильной и имплантируемой электроники. Статья опубликована в журнале RSC Advances.
Углеродные нанотрубки (УНТ) — многообещающий материал для биомедицинских применений, так как они сочетают в себе наноразмеры и исключительные механические, оптические и электрические характеристики. Более 20 лет назад нанотрубки впервые удалось успешно соединить с одной из самых чувствительных биологических систем — нервными клетками. Однако дальнейшие результаты были противоречивыми: одни работы показывали только положительные эффекты, другие указывали на токсичность материала.
Поэтому ученые из Сколтеха решили собрать результаты большого количества работ и систематизировать основные параметры, влияющие на токсичность нанотрубок. Исследователи сосредоточились на статьях, посвященных анализу токсичности УНТ для клеток человека и других млекопитающих, и отобрали 194 публикации по теме. Чтобы систематизировать результаты авторы ввели дополнительные категории для сравнения: тип клеток, использованный тест на токсичность, время инкубации, способ контакта нанотрубок с живой системой, геометрия.
Оказалось, 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.
При тестировании нанотрубок в виде суспензии результаты оказались менее однозначными. Большой 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 статьи.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
