碳納米管會傷害細胞

碳納米管會傷害細胞

納米材料如碳納米管，在醫(yī)療上有著廣泛的應用前景，比如作為遞送工具，將藥物運載到特定的細胞或人體內(nèi)特定部位。但如果不了解納米材料和細胞之間的相互作用，反而會帶來大麻煩。美國布朗大學和中國科學院最近的一項實驗發(fā)現(xiàn)，納米管有可能會刺穿細胞，給細胞帶來極大傷害。相關論文發(fā)表在近期出版的《自然·納米技術》上。

人們知道石棉對人體有害，其長長的纖維能像箭一樣刺穿細胞。但科學家一直不理解，細胞為何會對石棉纖維和其他納米級的材料感興趣，這些材料對細胞來說太長了，根本無法整個吞下去。美國布朗大學研究小組通過分子模擬發(fā)現(xiàn)，碳納米管尖端接近細胞時，細胞會產(chǎn)生“誤會”，以為它只是個小圓球而不知其是個圓柱，等意識到小球“太長”，根本吞不下時，已經(jīng)為時太晚。隨后科研人員又用納米管、金納米線對小鼠肝臟細胞、人類間皮細胞進行細胞實驗，發(fā)現(xiàn)90%的納米材料都是以尖端90度角進入細胞。

石棉纖維、商用碳納米管和金納米線都有一個圓形的尖頭，直徑在10納米到100納米之間，正處于細胞處理范圍。細胞上有一種受體蛋白質(zhì)會聚集并彎曲細胞膜壁，使細胞卷曲包住納米管尖端，反向調(diào)整納米管角度，使納米管尖端能以90度進入，從而降低細胞吞噬微粒所需的能量。這一行為叫做“尖端識別”。

“我們原以為納米管會貼附細胞膜以得到更多結(jié)合位點，但模擬卻顯示，納米管穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)到近垂直角度以適于進入，以便其尖端被完全包圍。這和人們的直覺相反?！闭撐牡谝蛔髡呤放d華（音譯）說，細胞膜包住納米管時，會釋放彎曲能量?！叭绻{米管的圓形尖端被切掉，開口而且中空，它就只會貼在細胞膜上而不會進入細胞?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒉祭蚀髮W工程教授高華健（音譯）說，當細胞的內(nèi)吞作用開始，就沒辦法再退回去。細胞覺得無法整個吞下納米管，就會求救。但求救信號反而會引發(fā)免疫反應，造成更多炎癥反應。高華健說：“只有完全理解納米材料和細胞之間的相互作用，才能設計出可靠的運輸工具，控制它們和細胞之間的相互作用，不引起中毒反應，最終制造出對細胞沒有吸引力的納米管，只幫助細胞而不會傷害它們。”

《科技日報》