Gli Scienziati al Laboratorio Nazionale di Brookhaven hanno messo a punto un metodo di vagliatura per esaminare quanto le nanoparticelle recentemente fatte interagiscono con le cellule umane dopo l'esposizione per vari periodi e dosi. Facendo Uso di questo nuovo metodo, i ricercatori hanno potuti visualizzare come le cellule umane interagiscono con alcuni tipi specifici di nanoparticelle del carbonio.
Il metodo è descritto nel Giornale di Fisica: Materia Condensata.
“Promessa di manifestazione dei Nanomaterials grande, ma a causa dei loro beni estremamente di piccola dimensione ed unici, piccolo è conosciuto circa i loro effetti sui sistemi viventi,„ ha detto il Panessa-Labirinto di Barbara, Ph.D., che piombo il gruppo di ricerca. “I Nostri esperimenti possono fornire agli scienziati informazioni per contribuire a riprogettare le nanoparticelle per minimizzare le preoccupazioni della sicurezza e per ottimizzare il loro uso nelle applicazioni correlate con la salute. Possono anche piombo alle efficaci pratiche della selezione per ai i materiali basati a carbonio.„
Vari studi intrapresi in animali vivi hanno trovato un intervallo degli effetti tossici derivando dall'esposizione alle nanoparticelle basate a carbonio. Tutti I questi in vivo studiano chiaramente la manifestazione che i fattori multipli interagiscono l'esposizione seguente di nanoparticella ai cambiamenti acuti e cronici dei prodotti all'interno di diverse celle e dell'organismo stessa. Le ricerche di laboratorio In vitro, quale il metodo della coltura cellulare messo a punto dal gruppo di Brookhaven, sono un tentativo di semplificare la ricerca eliminando molte delle variabili trovate negli studi sugli animali, danti a ricercatori il maggior controllo sopra le circostanze sperimentali.
“Combinando le tecniche di biologia molecolare con i metodi specializzati della rappresentazione, possiamo riunire rapido le informazioni sulla risposta dei tipi specifici delle cellule alle nanoparticelle specifiche, rendente a prova in vitro uno strumento economico ed immediato per la schermatura e regolare della progettazione di nanoparticella per massimizzare specificità dell'obiettivo e di sicurezza,„ Panessa-Labirinto ha detto.
Negli studi del gruppo di Brookhaven, gli scienziati hanno usato le celle epiteliali del colon e del polmone, che hanno scelto di rappresentare due itinerari probabili dell'esposizione di nanoparticella - inalazione ed ingestione. I ricercatori hanno coltivato le celle come strati monomolecolari della cellula, in cui le diverse celle si uniscono per formare un livello stretto con molte delle caratteristiche delle celle del colon e del polmone che crescono nell'organismo come livello epiteliale. Questi strati monomolecolari delle celle viventi poi sono esposti alle dosi varianti delle nanoparticelle del carbonio sopra i lassi di tempo differenti e le celle sono studiate ogni volta al periodo ed alla dose.
I ricercatori egualmente hanno verificato la risposta delle celle ai tipi differenti di nanoparticelle, compreso un preparato crudo del nanotube che contiene principalmente i nanotubes, i nanoropes, il graphene ed i microelementi unico murati del carbonio; nanotubes aero-ossidati parzialmente puliti del carbonio; e i nanoloops carbonio-nanotube-derivati hanno inteso per uso nella consegna degli anticorpi terapeutici come droghe. I ricercatori hanno valutato le caratteristiche di attuabilità e della crescita delle cellule dello strato monomolecolare ed hanno esaminato tutte le alterazioni all'interno delle celle facendo uso di varie tecniche di microscopia. Queste tecniche hanno permesso loro di prevedere il primo contatto delle nanoparticelle con le celle e di seguire “ultrastrutturalmente„ questo trattamento in modo da potrebbero vedere come le celle hanno risposto e determinano se le nanoparticelle hanno entrato nelle celle o hanno causato i cambiamenti specifici alle superfici delle cellule di quelle celle che non sono morto.
Facendo Uso di questo sistema di screening in vitro, gli scienziati hanno trovato che i nanoloops non sono sembrato essere tossici a qualsiasi tipo delle cellule indipendentemente dalla dose e dal tempo. Al contrario, sia le celle del polmone che del colon esposte alle nanoparticelle del carbonio dal preparato crudo del nanotube indicato hanno aumentato la morte delle cellule con tempo e la dose di esposizione aumentati. Gli studi Microscopici hanno rivelato le perdite di collegamenti della cella--cella negli strati monomolecolari ed i cambiamenti nella morfologia della cella-superficie sulle celle in cui i nanotubes del carbonio ed altre nanoparticelle del carbonio avevano fissato. Il Danno era severo per sia le dosi elevate basse che a tre ore, suggerendo che il tempo di esposizione potesse essere ancor più premonitore di danno che la concentrazione di nanoparticella.