Всем доброго времени суток.
Я сотрудник Лаборатории наноуглеродных материалов при СПБГПУ. Мы занимаемся разработкой методов получения новой модификации углерода - фуллерена. Благодаря нашим успехам, изучение свойств этого вещества стало коммерчески реализуемым (т.е. по карману научному сообществу). Следствием этого стал все возрастающий интерес к фуллерену со стороны медиков.
Начну с простого. Фуллерен - это особая форма углерода, в которой атомы соединены между собой в сферу, напоминающую по форме футбольный мяч рис.1.
[Для просмотра ссылки зарегистрируйтесь]
рис.1 модель фуллерена
Размер молекулы фуллерена С60 (60 атомов углерода), с которым мы как правило работаем, - 0.7 нанометров. Для сравнения размер эритроцита крови около 100 нанометров.
Процесс получения фуллерена крайне трудоёмок:
- сначала на специализированной установке сжигают в плазменной дуге два графитовых электрода (т.н. метод Кречмера);
- далее, из полученной сажи растворителем выделяют фуллерены (разные, с разным количеством атомов);
- после этого фуллерены разделают на фракции (как правило выделяют С60, его в саже большее количество)
- в конце концов, отгоняют растворитель, и многократно промывают фуллерен, чтобы избавиться от растворителя.
В конце концов мы получаем сухой, ничем не примечательный порошок черного цвета.
Теперь поговорим о свойствах фуллерена. Свойства можно разделить на две части, технические и медицинские.
Коротко, буквально два слова о технических свойствах:
- присадки для машинного масла -10% потребление топлива, +20% жизни трущихся агрегатов
- катализатор выращивания алмазов +30% к скорости роста кристалла искусственного алмаза
- компонент "прозрачных" солнечных элементов +переводит 60% инфракрасного излучения в электричество, забирая только 5% видимого света.
Т.к. эта ветка форума посвящена медицине, то на таких свойствах мы остановимся гораздо подробнее.
Медицинские свойства:
- сильнейший антиоксидант +в 125 раз сильнее витамина С (да и принцип действия у него другой)
- стимулятор раневого процесса + стимулирует регенерацию тканей
- стимулятор деления стволовых клеток
- молекулярный антибиотик (крайне низкая вероятность приспособления микроорганизмов к фуллерену)
- противовирусное средство
- способность преодолевать гематоэнцефалографический барьер (потенциально лекарство от СПИДа)
- противоопухолевая активность
Ниже будут приведены выдержки из книги Военно Медицинской Академии БГТУ рис.2 по большинству из этих пунктов.
[Для просмотра ссылки зарегистрируйтесь]
рис.2. обложка книги ВМА
Итак первое: антиоксидантные свойства фуллерена (Часть 2 Биологическая активность фуллеренов. Глава 1. 1.1 стр.50)
"Структурные особенности и физико-химические характеристики фуллеренов обуславливают широкий спектр их биологической активности, что является перспективным для их применения в клинике. При этом известные антиоксидантные свойства фуллеренов наиболее значимы, так как доказано, что нарушение процессов свободнорадикального окисления влечет за собой целый каскад негативных реакций и патологических процессов, лежащих в основе большинства заболеваний.
Особое внимание привлекают антиоксидантные эффекты фуллерена С60 , способного как губка впитывать свободные радикалы, что определяется электронакцепторными свойствами его псевдоароматической структуры. Например, одна молекула фуллерена может присоединять до 34 метальных радикалов ( K r u s t i k P . J . , 1 9 9 1 ) . Антиоксидантная способность фуллеренов зависит от числа активных центров и расстояния между активными центрами и атомами-мишенями.
Выявлено ингибирующее действие фуллеренов in vivo и in vitro в отношении выработки синглетного кислорода, супероксидного и гидроксильного радикалов. Эффект угнетения свободнорадикальных процессов у некоторых производных фуллерена Cf t 0 связывают с имитацией действия супероксиддисмутазы без участия фуллеренового каркаса с кислородными радикалами. Показано, что антиоксидантная активность фуллерена С60 обуславливает его нейропротективные, гепатопротективные, радиопротективные и противовоспалительные свойства."
[Для просмотра ссылки зарегистрируйтесь]
Примечание: ПВП и Tween80 - носители фуллерена.
Таким образом, установлено, что наибольшей антиоксидантной активностью из изученных препаратов обладает кластер фуллерена С60/T w e e n 8 0 . Способность кластера C 6 0 / T w e e n 8 0 дисмутировать
супероксид повышается пропорционально росту выработки данногорадикала макрофагами, что свидетельствует о модулирующем действии препарата. Антирадикальные эффекты водорастворимых производных фуллерена С6 0 во многом зависят от их концентрации в растворе, от компонентов, входящих в состав нанокомпозитов, и от изначального уровня свободных радикалов.
Пока что все, завтра или на днях, я продолжу писать сюда статьи о фуллерене.