Российские ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН нашли способ управления биодеградацией наночастиц пористого кремния в живых клетках. О своей работе исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Faraday Discussions.

Наночастицы пористого кремния в настоящее время являются одним из наиболее перспективных наноматериалов для медицины. Ранее была доказана их низкая токсичность для живых клеток, а также возможность использования в качестве контейнера для адресной доставки лекарственных средств. Их также можно применять в качестве усилителей акустических и электромагнитных волн в терапии и диагностике.

Одно из главных свойств пористого кремния, которые обеспечивают широту их применения в медицине, является биодеградация — способность растворяться в живых клетках без вреда для организма. Но для разных тканей и при использовании разных методов терапии и диагностики необходимая скорость распада может отличаться.

Поэтому российские ученые создали методику, с помощью которой можно гибко настраивать скорость деградации наночастиц. С помощью люминесцентной конфокальной микроскопии и микроспектроскопии комбинационного рассеяния света ученые проанализировали скорость растворения наночастиц непосредственно в живых клетках.

Для работы исследователи синтезировали два типа кремниевых наночастиц. Оба они были получены измельчением пленок пористого кремния, но отличались методом сушки: первый тип сушился на воздухе, а второй — в жидком CO₂. Затем оба вида наночастиц обжигались при температуре 600 °C для формирования на их поверхности слоя оксида кремния.

Проводя эксперименты с обоими образцами, ученые выяснили, что частицы ведут себя по-разному в зависимости от обработки. Те, что сушились на воздухе, были стабильны в клеточной среде, а погруженные в жидкий углекислый газ биодеградировали. Ученые объяснили это сочетанием двух морфологических факторов: большим объемом и диаметром пор, которые способствуют более быстрому проникновению жидкости, а также большей внутренней поверхностью и меньшим размером нанокристаллов, которые способствуют более скорому растворению частиц.