碳纳米管的发现可能对医疗行业很重要

一个由瑞典和美国科学家组成的团队首次证明,碳纳米管可以被一种酶——髓过氧化物酶(MPO)——分解,这种酶在白细胞中发现。他们的发现发表在《自然纳米技术》杂志上,这与之前人们认为的碳纳米管在人体内或自然界中不会分解的观点相矛盾。科学家们希望,关于MPO如何将碳纳米管转化为水和二氧化碳的新理解对医学有重要意义。

“以前的研究已经表明,碳纳米管可以用于将药物或其他物质引入人体细胞,”瑞典医科大学副教授Bengt Fadeel说卡罗林斯卡医学院. “问题在于不知道如何控制纳米管的分解,这可能会导致有害的毒性和组织损伤。我们的研究现在显示了如何从生物学角度将它们分解成无害的成分。”

碳纳米管是一种由单层碳原子组成的材料,其直径只有几纳米(1纳米=十亿分之一米),长度从几十纳米到几微米不等。碳纳米管比钢更轻、更强,并且具有优异的导热和导电性能。它们以工业规模制造,主要用于工程目的,但也用于某些消费品。

碳纳米管曾被认为是生物持久性的,因为它们在人体组织或自然界中不会分解。近年来,研究表明,通过吸入或腹腔注射暴露于碳纳米管的实验动物会发生严重炎症。这和暴露导致的组织变化(纤维化)导致肺功能受损,甚至可能导致癌症。例如,一年或两年前,其他科学家发表的令人震惊的报告表明,碳纳米管与石棉纤维非常相似,石棉纤维本身具有生物持久性,在接触后相当长一段时间内可导致人类肺癌(间皮瘤)。

因此,这项最新研究代表了纳米技术和纳米毒理学的突破,因为它清楚地表明内源性MPO可以分解碳纳米管。这种酶在某些类型的白细胞(中性粒细胞)中表达,这些白细胞利用它来中和有害细菌。然而,现在,研究人员发现这种酶也作用于碳纳米管,将其分解为水和二氧化碳。研究人员还表明,被MPO分解的碳纳米管不再引起小鼠炎症。

法迪尔博士说:“这意味着可能有一种方法可以使碳纳米管变得无害,例如在生产工厂发生事故时。”“但这些发现也与未来将碳纳米管用于医疗目的有关。”

这项研究由卡罗林斯卡学院、匹兹堡大学和国家职业安全与健康研究所(NIOSH)的研究人员领导,部分是通过国家卫生研究院(NIH)和欧盟委员会第七框架计划的资助。这项工作是纳米免疫项目的一部分,该项目由卡罗琳斯卡学院环境医学研究所副教授Bengt Fadeel协调,该项目在欧洲和美国共有13个研究小组。

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