Сотрудники лаборатории химии силикатных сорбентов ИХС РАН научились управлять свойствами слоистых силикатов со структурой монтмориллонита, осуществляя их направленный синтез с использованием природоподобных технологий. Установлено, что токсичность алюмосиликатных наночастиц можно значительно снизить при правильном подборе условий их синтеза и химического состава, что открывает возможности для их использования в медицине, в частности, для получения энтеро- и гемосорбентов, компонентов раневых покрытий, материалов для ожоговой хирургий, носителей лекарственных препаратов и др. Результаты исследования опубликована в журнале Nanomaterials (Nanomaterials. 2023, 13(9), 1470; https://doi.org/10.3390/nano13091470). Исследование было поддержано Российским научным фондом (грант 22-23-00227).
Пресс-релиз по материалам исследования размещён на сайте РНФ https://goo.su/NHls8Z9#новости_фонда, а также на официальном сайте Российской академии наук (https://new.ras.ru/activities/news/issledovateli-nauchilis-regulirovat-biologicheskuyu-aktivnost-nanoglin/).
В статье рассмотрены факторы, влияющие на появление токсичности в образцах синтетического монтмориллонита с различным содержанием алюминия. Образцы синтезировали в гидротермальных условиях. Материалы имели морфологию нанослоев, самоорганизующихся в более крупные агрегаты с образованием пористых структур – наногубок. Авторы исследовали, как содержание алюминия, размер частиц, пористость и заряд поверхности образцов влияют на их свойства.
Установлено, что содержание алюминия в составе образцов резко влияет на проявление токсичности. При увеличении содержания алюминия от 0 до 20–22 мас. % происходит значительное увеличение гемолитической активности (до 87 %), что означает значительную долю разрушенных эритроцитов. Следует отметить, что для образца, не содержащего алюминия, гемолиз практически отсутствует. Образцы без алюминия можно считать нетоксичными в широком диапазоне концентраций (0,1–10 мг/мл) и пригодными для использования в медицине. Однако следует учитывать условия синтеза образцов. Как показали исследования, увеличение продолжительности синтеза образцов с 1–3 сут до 12 сут сопровождается исчезновением структуры наногубок и появлением пакетной структуры, что приводит к резкому увеличению как цитотоксичности, так и гемолитической активности. Кроме того, обнаружена корреляция между пористо-текстурными характеристиками образцов и наличием в них токсичности — увеличение объема мезопор в структуре образцов сопровождается повышением гемолитической активности. При этом зависимости гемолитической активности от дзета-потенциала образцов не обнаружено. Таким образом показано, что синтетические монтмориллониты могут использоваться в медицине вместо природных, в частности, для получения перевязочных материалов, для раневой и ожоговой хирургии, в качестве носителей лекарственных препаратов и гемосорбентов.
