"Tutte le cose sono veleni, perché non c'è niente senza qualità velenose. È solo la dose che rende una cosa avvelenata", ha detto Paracelso. "Riteniamo che questo sia vero anche per i nanotubi di carbonio", aggiungono gli autori. Credito:Skolkovo Institute of Science and Technology
Un team di ricerca Skoltech ha effettuato una revisione sistematica delle pubblicazioni sulla biocompatibilità in vitro dei nanotubi di carbonio e ha identificato i parametri di produzione che potrebbero renderli sicuri per gli organismi viventi. Gli scienziati hanno selezionato circa 200 articoli pubblicati negli ultimi 20 anni e hanno eseguito un'analisi statistica della ricerca riportata. Si è scoperto che i nanotubi di carbonio utilizzati come substrati sono sicuri per le cellule viventi e, pertanto, potrebbero essere utilizzati per l'elettronica indossabile, impiantabile e tessile. Il documento con i risultati del team è stato pubblicato sulla rivista RSC Advances .
I nanotubi di carbonio (CNT) sono molto promettenti per le applicazioni biomediche:ingegneria e rigenerazione dei tessuti, somministrazione mirata di farmaci, distruzione selettiva delle cellule tumorali, bioimaging e molto altro. Ciò è possibile grazie alla combinazione unica di dimensioni su nanoscala CNT e alle loro eccezionali proprietà meccaniche, ottiche ed elettriche. Più di 20 anni fa, gli scienziati sono riusciti per la prima volta a collegare i nanotubi ai neuroni, uno dei sistemi biologici più sensibili. Sebbene il loro studio abbia segnato un punto di partenza per ulteriori ricerche, sono seguiti alcuni risultati controversi:mentre alcuni studi hanno rivelato solo effetti positivi, altri hanno evidenziato la tossicità del materiale.
"Questo ha portato a un paradosso:gli scienziati hanno intrapreso più esperimenti per studiare la tossicità dei CNT, ma le dosi tossiche rimangono ancora oscure e i rapporti sugli effetti biologici variano notevolmente. Quindi abbiamo deciso di rivedere un'enorme mole di ricerca per definire i parametri chiave che influenzano la tossicità", Skoltech Ph.D. spiega la studentessa Margarita Chetyrkina.
Nella loro revisione, il team si è concentrato sui documenti che trattano della tossicità del CNT per le cellule umane e di altri mammiferi e ha selezionato 194 pubblicazioni per ulteriori analisi. Per organizzare i dati pubblicati, i ricercatori hanno introdotto parametri aggiuntivi per il confronto:tipo di cellula, test di tossicità utilizzato, tempo di incubazione, tipo di contatto tra nanotubi e un sistema vivente e geometria. Il team ha utilizzato i dati per eseguire un'analisi statistica che ha prodotto diverse conclusioni importanti.
È stato scoperto che i CNT posti su un substrato sono sicuri per le cellule:nel 90% degli studi, le cellule umane e di mammifero cresciute su CNT sono sopravvissute e sono sopravvissute come quelle del gruppo di riferimento. Ciò induce a concludere audacemente che i CNT possono essere utilizzati in sicurezza nell'elettronica indossabile e tessile e negli impianti per muscoli e tessuti nervosi.
I test delle dispersioni CNT hanno prodotto risultati meno inequivocabili, rivelando contributi sostanziali della dose, tempo di incubazione e differenze nelle formulazioni. Tuttavia, diversi studi hanno dimostrato che, in determinate condizioni, i CNT disciolti sono adatti per la somministrazione mirata di farmaci, la chemioterapia, la ricerca sui biosensori e l'ingegneria dei tessuti. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per scoprire come il materiale interagisce con i sistemi viventi.
"Ci auguriamo che la nostra recensione aiuti i ricercatori a ottenere una visione più approfondita della tossicità e delle applicazioni biologiche dei nanotubi, nonché a pianificare i loro esperimenti, ad esempio, a scegliere il tipo adatto di nanotubi o cellule di carbonio o il test di citotossicità appropriato", il concludono gli autori.
Lo sviluppo di un micromateriale a base di CNT, o le cosiddette fibre, è tra i progetti di vasta portata perseguiti dal Laboratory of Nanomaterials di Albert Nasibulin presso lo Skoltech Center for Photonic Science and Engineering. Il team di Lab ha già testato queste microfibre conduttive flessibili utilizzando un dispositivo da polso per monitorare il battito cardiaco. In futuro, il team prevede di creare elettrodi biocompatibili e registrare l'attività elettrica dei neuroni e delle cellule muscolari. Tuttavia, per fare ciò, i ricercatori hanno dovuto scoprire se "il diavolo è nero come è dipinto", cioè per affrontare la tossicità dei nanotubi. Questo è esattamente ciò che hanno cercato di fare creando la loro recensione. + Esplora ulteriormente
