Форма, размер и заряд — секретная комбинация успеха.
Сегодня ряд производимых наноматериалов активно используется в различных отраслях промышленности, так например наночастицы TiO2 применяются в пищевой промышленности и косметике, Fe2O3 при полировке ювелирных украшений а так же в медицине в качестве контраста при магнитно-резонансной томографии. Токсичность наночастиц зависит от нескольких параметров, таких как размер наночастиц. Причем, чем меньше размер частицы, тем большей площадью поверхности она обладает, а, следовательно, имеет больше шансов провзаимодействовать с нуклеиновыми кислотами, белками и другими клеточными компонентами. Другим параметром может являться заряд на поверхности наночастиц. Есть данные о том, что положительно заряженные наночастицы ZnO обладают большей токсичностью по отношению к клеткам, чем отрицательно заряженные. Еще одним важным параметром является форма наночастиц. Показано, что большей токсичностью обладают частицы, не имеющие определенную форму по сравнению с частицами, обладающими правильно, например, шарообразной формой. Еще одним фактором, влияющим на токсичность частиц является их химический состав. Наночастицы на основе Cu, Mn или Zn обладают большей токсичностью, в то время как токсичность наночастиц на основе Fe или Сr минимальна. В этой связи, безусловно, используемые в нашей работе наночастицы на основе железа являются наиболее перспективными для исследований. Одним из значимых факторов, свидетельствующих о возможном использовании наночастиц является их растворимость в биологических жидкостях. Частицы, обладающие низкой растворимостью (Ti, Au) представляют собой потенциальную опасность для организма, в то время как быстрорастворимые частицы, такие как частицы Fe, будут диссоциировать, не представляя серьезной опасности для здоровых клеток организма. В полученных нами данных, наночастицы на основе железа достаточно быстро растворяются в плазме крови.
Однако, вопрос о влиянии физико-химических параметров на биологические объекты является неоднозначным. В зависимости от формы, размера, заряда и типа наночастицы могут оказывать как ингибирующее действие, так и стимулирующее действие, в том числе и на опухолевые клетки. Так, наночастицы TiO2, имеющие одинаковый заряд и форму, но различающиеся по размеру могут как стимулировать, так и ингибировать пролиферацию опухолевых клеток А549 in vitro.
В этой связи, подбор формы, размера, поверхностного заряда представляется одной из важнейших проблем и задач при проведении исследований по изучению противоопухолевого и токсического эффектов наноразмерных частиц.
