Любовь человечества к наноматериалам растет с каждым днем, но их влияние на здоровье и окружающую среду до сих пор недостаточно исследовано. Конечно, наноматериалы как таковые присутствуют в природе, а также широко использовались людьми и ранее, однако не все наноматериалы одинаково полезны. Повсеместное распространение новых синтетических материалов может привести к непредсказуемым последствиям.
Например, было показано, что фуллерены способны повредить мозг рыб. Токсичность фуллеренов также зависит от того, какими молекулами была модифицирована их поверхность.
А в работе "Natural Organic Matter Stabilizes Carbon Nanotubes in the Aqueous Phase" было изучено поведение многостенных углеродных нанотрубок в естественных водных средах. Исследователи говорят, что натуральные органические соединения могут стабилизировать нанотрубки и не давать им агрегировать, и от этого серьезно возрастает их способность распространению в организме. А к чему это может привести, пока неизвестно. Особенно важной эта проблема становится, если учесть, что на основе углеродных нанотрубок планируется разработка всяческих наносенсоров и даже нанороботов для исследования биологических объектов и манипулирования ими.
Ученые Bruce Weisman (Rice University) и Steven Curley (MD Anderson Cancer Center) провели первые исследования одностенных углеродных нанотрубок in vivo. Оказалось, что введенные кроликам в кровь нанотрубки не оказывают немедленных неблагоприятных эффектов, а после блужданий по кровеносной системе концентрируются в печени.
В своих предыдущих работах Weisman показал, что углеродные нанотрубки способны к флуоресценции и излучают свет в ближней инфракрасной области спектра. Такое излучение безболезненно распространяется в теле и может быть использовано для бесконтактного детектирования нанотрубок. Таким методом Weisman смог обнаружить способность одностенных нанотрубок проникать в белые кровяные тельца. Эта методика была использована и на этот раз.
В эксперименте применялись нанотрубки диаметром 1 нм и длинной 300 нм. Они были покрыты молекулами ПАВ Pluronic F108, а их концентрация во вводимой инъекции составляла 20 мг на килограмм веса.
Концентрация нанотрубок в крови падала экспоненциально с течением времени с периодом полувыведения в 1 час. Исследователи считают, что белки, содержащиеся в крови, разрушили покрытие из ПАВ, т.к. произошли изменения эмиссионного спектра нанотрубок. Планируется использование других ПАВ для увеличения времени пребывания нанотрубок в крови, чтобы более правильно исследовать их влияние на организм.
В процессе эксперимента кролики никак не изменили своё поведение. После обследования различных органов животных значительные количества нанотрубок были найдены только в печени. Это не явилось сюрпризом, так как именно через печень обычно выводятся из организма различные инородные вещества. Также незначительное содержание нанотрубок было обнаружено в почках.
Результаты исследований определенно заинтересуют всех тех, кто занимается проблемой использования нанотрубок для биомедицинских применений.