Коллектив лаборатории химии силикатных сорбентов Института химии силикатов им. И.В. Гребенщикова опубликовал результаты исследования свойств пористых алюмосиликатных наночастиц с различной морфологией в журнале Nanomaterials (Olga Yu. Golubeva; Yulia A. Alikina; Elena Yu. Brazovskaya. Particles Morphology Impact on Cytotoxicity, Hemolytic Activity and Sorption Properties of Porous Aluminosilicates of Kaolinite Group // Nanomaterials 2022, Volume 12, Issue 15, 2559). https://www.mdpi.com/2079-4991/12/15/2559.
В статье впервые представлены результаты, доказывающие наличие связи между морфологией наночастиц и их свойствами, в частности – с их токсичностью на примере гемолитической активности и цитотоксичности. Полученные результаты закладывают основы дальнейшей разработки эффективных сорбентов медицинского назначения с высокой сорбционной ёмкостью и низкой токсичностью, а также эффективных носителей лекарственных препаратов на основе синтетических пористых алюмосиликатов.
Известно, что форма и морфология частиц может оказывать влияние на физико-химические свойства композитных материалов на их основе. Так, известно, что форма частиц наполнителей влияет на механические, электрические, газотранспортные, барьерные, термические и другие свойства полимер-неорганических нанокомпозитов. Форма частиц наполнителей также оказывает эффект на механические свойства керамических композиционных материалов. При этом влияние формы и морфологии частиц на их собственные физико-химические характеристики и биологическую активность были мало изучены.
Алюмосиликаты подгруппы каолинита (каолинит и галлуазит) интересны тем, что могут формировать частицы с различной морфологией – пластинчатой, сферической, трубчатой, цилиндрической, губчатой и др. Имея одинаковый химический состав, отвечающий общей химической формуле Al2Si2O5(OH)4, и структуру, такие частицы могут обладать различными свойствами. В отличие от природных минералов, в большинстве случаев представляющих собой смесь частиц различной морфологии, в условиях направленного гидротермального синтеза можно получать синтетические алюмосиликаты с заданной морфологией частиц. Таким образом, алюмосиликаты подгруппы каолинита могут выступать в качестве идеальных модельных объектов для изучения влияния морфологии частиц на их физико-химические свойства и биологическую активность.
В лаборатории химии силикатов им. И.В. Гребенщикова ранее были разработаны подходу к направленному гидротермальному синтезу пористых алюмосиликатных наночастиц с различной морфологией – сферической, наногубчатой, трубчатой и пластинчатой.
В статье авторами представлены результаты исследования влияния морфологии и формы частиц алюмосиликатов группы каолинита на их сорбционную способность, гемолитическую активность и цитотоксичноть, а также проведено сопоставление полученных результатов с результатами исследования образцов методом ЯМР, а также изучения распределения кислотно-основных центров на поверхности исследуемых образцов.
Результаты исследования биологической активности образцов свидетельствуют о значительном влиянии на цитотоксичность и гемолитическую активность формы частиц. Частицы с нанотубулярной морфологией обладают наибольшей токсичностью как по отношению к клеткам крови, так и к опухолевым клеткам. Образцы с губчатой и сферической морфологией обладают наименьшей токсичностью. В качестве основного практического результата данного исследования можно выделить то, что алюмосиликатные наногубки и сферы можно рассматривать как наиболее перспективные формы среди рассмотренных частиц с различной морфологией с точки зрения их дальнейшего использования в медицине, поскольку они обладают значительной удельной поверхностью, высокой сорбционной емкостью и не обладают токсичностью.
