Os Cientistas no Laboratório Nacional de Brookhaven desenvolveram um método de selecção para examinar como os nanoparticles recentemente feitos interagem com as pilhas humanas depois da exposição para várias épocas e doses. Usando este método novo, os investigador puderam visualizar como as pilhas humanas interagem com alguns tipos específicos de nanoparticles do carbono.
O método é descrito no Jornal da Física: Matéria Condensada.
Os “Nanomaterials mostram a grande promessa, mas devido a seus tamanho extremamente pequeno e propriedades originais, pouco é sabido sobre seus efeitos em sistemas vivos,” disse Barbara Panessa-Warren, o Ph.D., que conduziu a equipa de investigação. “Nossas experiências podem fornecer cientistas a informação para ajudar a remodelar nanoparticles para minimizar interesses da segurança, e para aperfeiçoar seu uso em aplicações saúde-relacionadas. Podem igualmente conduzir às práticas eficazes da selecção para materiais carbono-baseados.”
Uma variedade de estudos conduzidos em animais vivos encontraram uma escala de efeitos tóxicos resultando da exposição aos nanoparticles carbono-baseados. Toda A estes estuda in vivo claramente a mostra que os factores múltiplos interagem exposição de seguimento do nanoparticle às mudanças agudas e crônicas do produto dentro das pilhas individuais e do organismo próprias. In vitro os estudos de laboratório, tais como o método da cultura celular desenvolvido pela equipe de Brookhaven, são uma tentativa de simplificar a pesquisa eliminando muitas das variáveis encontradas nos estudos animais, dando a pesquisadores o maior controle sobre circunstâncias experimentais.
“Combinando técnicas da biologia molecular com os métodos sofisticados da imagem lactente, nós podemos ràpida recolher a informação sobre a resposta de tipos específicos da pilha aos nanoparticles específicos, fazendo in vitro o teste de uma ferramenta barata e imediata para selecionar e ajustar o projecto do nanoparticle para maximizar a especificidade da segurança e do alvo,” Panessa-Warren disse.
Nos estudos da equipe de Brookhaven, os cientistas usaram as pilhas epiteliais do pulmão e dos dois pontos, que escolheram representar duas rotas prováveis da exposição do nanoparticle - inalação e ingestão. Os investigador cresceram as pilhas como os monolayers de pilha, onde as pilhas individuais se juntam junto para formar uma camada apertada com as muitas das características das pilhas do pulmão e dos dois pontos que crescem no corpo como uma camada epitelial. Estes monolayers de pilhas vivas são expor então às doses de variação de nanoparticles do carbono sobre quantidades de tempo de deferimento, e as pilhas sãas cada vez no período e na dose.
Os investigador igualmente testado a resposta das pilhas aos tipos diferentes de nanoparticles, incluindo uma preparação crua do nanotube que contêm na maior parte nanotubes único-murados do carbono, nanoropes, graphene, e elementos de traço; nanotubes ar-oxidados parcialmente limpados do carbono; e os nanoloops carbono-nanotube-derivados pretenderam para o uso em entregar anticorpos terapêuticos como drogas. Os pesquisadores avaliaram características da viabilidade e do crescimento da pilha do monolayer, e examinaram todas as alterações dentro das pilhas usando várias técnicas da microscopia. Estas técnicas permitiram-nos de visualizar o primeiro contacto dos nanoparticles com as pilhas e de seguir “ultrastructurally” este processo assim que poderiam considerar como as pilhas responderam e determinam se os nanoparticles incorporaram as pilhas ou causaram mudanças específicas às superfícies da pilha daquelas pilhas que não morreram.
Usando este in vitro sistema de selecção, os cientistas encontraram que os nanoloops não pareceram ser tóxicos a um ou outro tipo da pilha apesar da dose e do tempo. Ao contrário, as pilhas dos dois pontos e do pulmão expor aos nanoparticles do carbono da preparação crua do nanotube mostrada aumentaram a morte celular com tempo e dose aumentados de exposição. Os estudos Microscópicos revelaram perdas de acessórios da pilha-à-pilha nos monolayers, e mudanças na morfologia da pilha-superfície nas pilhas onde os nanotubes do carbono e outros nanoparticles do carbono tinham anexado. Dano era severo para as baixas e doses mais altas em três horas, sugerindo que o tempo de exposição pudesse ser ainda mais com carácter de previsão de dano do que a concentração do nanoparticle.