Определены 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.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале RSC Advances. «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 процентах исследований клетки человека и млекопитающих, выращенные на УНТ, выживали и чувствовали себя не хуже, чем в контрольной группе. Этот 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 разобраться с токсичностью нанотрубок, что ученые из лаборатории наноматериалов Сколтеха и попытались осветить в своем недавнем обзоре.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Психологам не удалось подтвердить стереотип о том, что мужчины не склонны к многозадачности, в отличие от женщин. Однако они выяснили, почему могло сложиться такое мнение.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно