Кремниевые наночастицы в сочетании с ультразвуком смертельны для клеток

Источник: nih.gov

Наночастицы кремния имеют множество поводов оказаться внутри организма. Они могут использоваться в медицине — для повышения проницаемости клеточных мембран. Также кремниевые наночастицы могут быть введены в качестве добавки в зубные пасты и в качестве консерванта – в продукты питания. Но перед началом активного использования данного вещества необходимо изучить аспекты взаимодействия его с клетками организма. Российские ученые изучили влияние наночастиц кремния на стволовые и раковые клетки. В исследовании приняли участие специалисты физического факультета МГУ, РНЦ «Курчатовский институт», Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, а также ММА им. И.М. Сеченова.

Проведя ряд опытов, ученые выяснили — наноструктурированные кремниевые поверхности тормозят деление стволовых клеток. Это означает, что кремниевые пленки теоретически можно использовать для консервации стволовых клеток. При введении наночастиц поликристаллического или пористого кремния в среду, где выращивались раковые (фибробласты мышей и клетки опухоли гортани человека) и здоровые клетки, деление клеток прекращалось. Для появления эффекта достаточно концентрации наночастиц 3 мг/мл. А при сочетании наночастиц с ультразвуком мощностью 2 Вт/см² и раковые, и здоровые клетки гибли.

Ультразвук сам по себе губителен для живых клеток — использование мощного излучения приводит к смерти 30% клеток. Но в сочетании с наночастицами количество мертвых клеток оказалось в 4 раза выше, чем при использовании только ультразвука. При низкой интенсивности ультразвука (0,2 Вт/см²) клетки не погибали, но полностью утрачивали способность к делению. Ученые полагают, что такие свойства наночастиц кремния могут найти применение в онкологии — для подавления роста злокачественных опухолей. Но для более подробного изучения свойств кремниевых наноструктур необходимы дальнейшие исследования.