Стручки могут поставлять лекарства

Одной из замечательных разновидностей углеродных нанотрубок (УНТ) являются стручки (peapods), представляющие собой однослойную УНТ, заполненную молекулами фуллерена. В последние годы наблюдается заметное обострение интереса к получению и исследованию свойств стручков. Однако этот интерес, как правило, имеет чисто фундаментальный, научный характер. Он стимулирован главным образом возможностью реализовать и наблюдать протяженные одномерные кристаллы фуллеренов, которые невозможно получить никаким другим способом.

Однако, по мере развития технологии получения стручков, этот материал нарабатывается все в больших количествах, что позволяет не только проводить фундаментальные исследования, но также развивать различные приложения. В частности, результаты исследований, выполненных недавно Universität Wien и Technische Universität Wien (Австрия) [1], указывают на возможность использования стручков в медицине для дозированной поставки лекарственного препарата в организм больного. В этом случае предполагается, что радикал, оказывающий необходимое воздействие на организм, является химическим аддуктом, присоединенным к молекуле фуллерена, а дозированная поставка лекарства осуществляется по мере выхода таких молекул из нанотрубки.

Авторам цитированной работы удалось управляемым и обратимым образом осуществить процедуру извлечения молекул фуллерена из стручка, что закладывает принципиальную основу для разработки описанного подхода к доставке лекарства. Ключевым элементом рассматриваемого подхода являются однослойные УНТ большого диаметра (свыше 1.5 нм), которые легко впитывают молекулы фуллеренов, образуя стручки. Эти нанотрубки синтезируют методом химического газофазного осаждения (CVD). Стандартная процедура очистки позволила не только повысить содержание УНТ в образце до 50%, но также и раскрыть их концы. Заполнение УНТ фуллеренами С60 проводят в течение 2 часов в условиях вакуума при температуре 650о С.

Наряду с этим, используют также процедуру заполнения УНТ фуллеренами в растворе метанола (10 мл), куда вводят 5 мг УНТ и 5 мг С60. Раствор в течение 4 часов подвергают ультразвуковому воздействию, что также приводит к образованию стручков. Затем образец освобождают от растворителя, просушивают и прогревают с целью удаления фуллеренов, не вошедших внутрь нанотрубок. Удаление фуллеренов из стручков производят посредством ультразвуковой обработки в течение 2 часов в дихлорбензоле, в котором фуллерены не плохо растворяются. Это позволяет извлечь до 80% инкапсулированных фуллеренов.

Полученные образцы изучали методами спектроскопии комбинационного рассеяния (КР), рентгеновской дифрактометрии, а также с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения. Результаты исследований показали наличие в образце однослойных нанотрубок большого диаметра. Результаты анализа спектров КР образцов указывают на степень заполнения нанотрубок молекулами фуллеренов, близкую к 80%. Полученные результаты показывают, что молекулы фуллеренов, входящие в состав стручков, достаточно хорошо связаны с нанотрубкой, так что даже нагрев до 1000К не приводит к их извлечению. С другой стороны, эта связь не слишком велика, так что фуллерены можно извлечь, используя сильный растворитель (дихлорбензол).

Возможность контролируемого обратимого введения фуллеренов в УНТ рассматривается как основа для разработки лекарственных препаратов на основе стручков.

Автор – А.В.Елецкий

  • 1. F.Simon et al., Chem. Phys. Lett. 445, 288 (2007)
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

ПерсТ: Стручки могут поставлять лекарства



Smollet аватар

Видимо некоторые бионанотехнологи оторваны от реальности. Потому как странным в данном случае кажется связь между тем, что они умеют делать и медицинским применением. Они бы хоть как то адаптировали свою систему под живые организмы, ограничились бы нетоксичными веществами. Ладно там нанотрубки и фуллерены, их токсичность под вопросом. Но вот не верю я даже в то что это можно рассматривать в качестве даже не перспективного, а гипотетического применения. И все потому что …

Удаление фуллеренов из стручков производят посредством ультразвуковой обработки в течение 2 часов в дихлорбензоле, в котором фуллерены не плохо растворяются.
Пр метанол в первой стадии я умолчу, все таки в организме ожидается выход фуллеренов из трубок, а не поглощение первых вторыми. Но вот при каких условиях они выходят… Они видимо таким образом Чужих из одноименной серии фильмов лечить собрались. Для тех кто не знает, я кратко опишу то что можно найти по дихлорбензолу:
ХИМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ: При сгорании образует токсичные и едкие пары, включая фосген, хлористый водород. Вещество разлагается при контакте с кислотами или кислотными парами с образованием высокотоксичных паров. Реагирует с сильными окислителями.

ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ В ОРГАНИЗМ: Вещество может всасываться в организм при вдыханиии через рот. (оказывается не только так, но и в виде «лекарства» – прим. моё)

НОРМАТИВЫ ДЛЯ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ: TLV (предельная пороговая концентрация, США): 10 ppm; 60 мг/м3; MAС (максимальная допустимая концентрация, США): 50 ppm; 300 мг/м3; По Российским – и того меньше: ПДК дихлобензола – 20 мг/м3, в воде водоемов санитарно-бытового водопользования 0,002 мг/л.

ВЛИЯНИЕ КРАТКОВРЕМЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ: Пар раздражает глаза кожу и дыхательные пути. Вещество может оказывать действие на кровь и центральную нервную систему , приводя к функциональным нарушениям и гемолитической анемии.

Вещество очень плохо растворяется в воде (около 0.01%) и токсично для большинства организмов. Дихлорбензол («пара-» изомер) может использоваться в качестве инсектицида (против моли). И еще предполагается обработка ультразвуком в течение 2х часов? Видимо для большей эффективности лекарства, что б уж наверняка… Кстати, авторы я думаю не зря применяют такое соединение. Была бы возможность применять для выхода фуллеренов что-то более приемлимое для организма (идеально, если воду) они, я думаю, это применили бы. Рискну предположить что в воде фуллерены не только плохо растворяются, но и не выходят из нанотрубок. Или авторы даже не проверяли это, связав то, что уже сделано (вряд ли для медицины), с модным применением.

Кстати, от себя могу добавит еще один «рецепт» :). Берем бис-(2-хлорэтил)сульфид ( в простонародье – иприт) и вводим инъекцию, выпиваем после еды, принимаем ингаляцию. Действие лекарства основано на разрушение межклеточных мембран (в том числе и раковых клеток :) ), нарушение обмена углеводов (в том числе и у противников нанотехнологий :) ), «вырывание» азотистых оснований из ДНК и РНК (это очень бионанотехнологично :) ). Остатки лекарства нейтрализуем перманганатом калия (есть в каждой аптечке). Осталось только избавиться от вредных последствий (я верю, нанороботы заштопают мембраны и восстановят ДНК нормальных клеток :) ) и можно выпускать.

P.S.: Кстати, попробуйте оценить количество лекарства и углеродного балласта (нанотрубки и фуллерены) и соотнести эти 2 цифры. А так же придумать ситуацию, когда наличие такого балласта и токсичного растворителя оправдано.