Un equipo de investigación de Skoltech realizó una revisión sistemática de las publicaciones sobre la biocompatibilidad in vitro de los nanotubos de carbono e identificó los parámetros de fabricación que podrían hacerlos seguros para los organismos vivos. Los científicos seleccionaron alrededor de 200 artículos publicados durante los últimos 20 años y realizaron un análisis estadístico de la investigación informada. Resultó que los nanotubos de carbono utilizados como sustratos son seguros para las células vivas y, por lo tanto, podrían usarse para dispositivos electrónicos portátiles, implantables y textiles. El artículo que presenta los hallazgos del equipo se publicó en la revista RSC Advances .

Los nanotubos de carbono (CNT) son muy prometedores para aplicaciones biomédicas:ingeniería y regeneración de tejidos, administración dirigida de fármacos, destrucción selectiva de células cancerosas, bioimágenes y mucho más. Esto es posible gracias a la combinación única de las dimensiones a nanoescala de CNT y sus excepcionales propiedades mecánicas, ópticas y eléctricas. Hace más de 20 años, los científicos lograron por primera vez conectar nanotubos a las neuronas, uno de los sistemas biológicos más sensibles. Aunque su estudio marcó un punto de partida para futuras investigaciones, siguieron algunos resultados controvertidos:mientras que algunos estudios solo revelaron efectos positivos, otros señalaron la toxicidad del material.

"Esto ha llevado a una paradoja:los científicos llevaron a cabo múltiples experimentos para estudiar la toxicidad de los CNT, pero las dosis tóxicas siguen siendo oscuras y los informes sobre los efectos biológicos varían mucho. Así que decidimos revisar una gran parte de la investigación para precisar los parámetros clave que influyen en la toxicidad", Skoltech Ph.D. explica la estudiante Margarita Chetyrkina.

En su revisión, el equipo se centró en los artículos relacionados con la toxicidad de CNT para células humanas y de otros mamíferos y seleccionó 194 publicaciones para un análisis más detallado. Para organizar los datos publicados, los investigadores introdujeron parámetros adicionales para la comparación:tipo de célula, prueba de toxicidad utilizada, tiempo de incubación, tipo de contacto entre los nanotubos y un sistema vivo y geometría. El equipo usó los datos para realizar un análisis estadístico que arrojó varias conclusiones importantes.

Se descubrió que los CNT colocados en un sustrato son seguros para las células:en el 90 % de los estudios, las células humanas y de mamíferos cultivadas en CNT sobrevivieron y lo hicieron tan bien como las del grupo de referencia. Esto lleva a una audaz conclusión de que los CNT se pueden usar de manera segura en dispositivos electrónicos portátiles y textiles e implantes para tejido muscular y nervioso.

Las pruebas de las dispersiones de CNT produjeron resultados menos ambiguos, revelando contribuciones sustanciales de la dosis, el tiempo de incubación y las diferencias en las formulaciones. Sin embargo, varios estudios demostraron que, bajo ciertas condiciones, los nanotubos de carbono disueltos son adecuados para la administración dirigida de fármacos, la quimioterapia, la investigación de biosensores y la ingeniería de tejidos. Sin embargo, se requiere más investigación para descubrir cómo interactúa el material con los sistemas vivos.

"Esperamos que nuestra revisión ayude a los investigadores a obtener una visión más profunda de la toxicidad y las aplicaciones biológicas de los nanotubos, así como a planificar sus experimentos, por ejemplo, elegir el tipo adecuado de células o nanotubos de carbono o la prueba de citotoxicidad adecuada", dijo el concluyen los autores.

El desarrollo de un micromaterial basado en CNT, o las llamadas fibras, se encuentra entre los proyectos de gran alcance que persigue el Laboratorio de Nanomateriales de Albert Nasibulin en el Centro Skoltech de Ciencia e Ingeniería Fotónica. El equipo del laboratorio ya probó estas microfibras conductoras flexibles utilizando un dispositivo de muñeca para rastrear los latidos del corazón. En el futuro, el equipo planea crear electrodos biocompatibles y registrar la actividad eléctrica de las neuronas y las células musculares. Sin embargo, para hacer esto, los investigadores tuvieron que averiguar si "el diablo es tan negro como lo pintan", es decir, para hacer frente a la toxicidad de los nanotubos. Esto es exactamente lo que intentaron hacer al crear su reseña. + Explora más

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