В человеческом организме найден фермент способный разлагать нанотрубки, при помощи перекиси. Это открытие позволит безопасно использовать нанотрубки в медицине, если будет найден способ транспортировки в необходимое место человеческого организма как самой нанотрубки, так и пероксида.

История нанотрубок весьма туманна. Еще в 1952 году Радушкевич и Лукьянович в «Журнале физической химии» опубликовали изображение углеродных волокон с диаметром 50 нанометров. Однако публикация на русском языке в советском журнале осталась незамеченной.

Углеродные нанотрубки — это протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров состоят из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и заканчиваются обычно полусферической головкой. Молекула нанотрубки содержит более 1 миллиона атомов углерода и представляют собой трубку с диаметром около нанометра (то есть толщина такой трубки в 50–100 тысяч раз тоньше человеческого волоса!).

Нанотрубка внутри полая, а ее поверхность состоит из атомов углерода, образующих шестиугольники. Благодаря тому, что внутри нанотрубка пустая, в нее можно вводить атомы других веществ и использовать в качестве контейнера для их транспортировки. В будущем это позволит создать автомобильные двигатели, работающие не на бензине (который, как вы знаете, при сжигании выбрасывает в воздух ядовитые вещества и наносит вред окружающей среде), а на экологически чистом водороде. Раньше такие двигатели не изобрели только потому, что для хранения водорода необходимы «контейнеры» как раз такого маленького размера, как нанотрубки.

Самыми удивительными свойствами нанотрубок являются ее прочность и легкость. Нанотрубка в 6 раз легче, и в 50–100 раз прочнее стали.

Спектр применения нанотрубок оказался довольно обширным. Например, механические применения: сверхпрочные нити, композитные материалы; применения в микроэлектронике: транзисторы, нанопровода, прозрачные проводящие поверхности. Могут использоваться, в том числе и как средство точечной доставки лекарств в медицине.

Однако нанотрубки имеют серьёзный недостаток, затрудняющий их использование в медицине, они токсичны. Результаты экспериментов, проведенных в последние годы, показали, что длинные многостенные углеродные нанотрубки (МСНТ) могут вызвать отклик, аналогичный асбестовым волокнам. У людей, занятых на добыче и переработке асбеста, вероятность возникновения опухолей и рака легких в несколько раз больше, чем у основного населения. Канцерогенность волокон разных видов асбеста весьма различна и зависит от диаметра и типа волокон. Благодаря своему малому весу и размерам, углеродные нанотрубки проникают в дыхательные пути вместе с воздухом. В итоге они концентрируются в плевре. Мелкие частицы и короткие нанотрубки выходят через поры в грудной стенке (диаметр 3–8 мкм), а длинные нанотрубки могут задерживаться и со временем вызвать патологические изменения.

Ученые опасаются, что длительное воздействие углеродных нанотрубок на человеческий организм может привести к опасным и даже смертельным болезням. Исследователи из Университета Северной Каролины в США под руководством Джеймса Боннера проводили эксперимент на мышах. В ходе эксперимента мыши вдыхали нанотрбуки в течение 14 недель. И уже через 2 недели на плевре мышей появились складки и морщины, вызванные воздействием на нее углеродных нанотрубок. Это объясняется тем, что после вдыхания углеродные нанотрубки, проникая сквозь мембрану, достигают внешней стороны оболочки, которая защищает легкие.

Не так давно появились сведения о том, что человеческий организм вполне способен разлагать нанотрубки. Способностью к их окислению обладает фермент миелопероксидаза, который выделяется специфическим подвидом лейкоцитов.

Как говорят авторы работы, опыты они проводили не в организме, а в модельных условиях, где взвесь нанотрубок смешивали с перекисью водорода и нужным ферментом — hMPO. Без перекиси водорода фермент активно не работает. Так что, несмотря на наличие фермента, ученым предстоит еще решить проблему, как доставить в нужное место перекись. Либо нужно активировать процесс ее образования другими ферментами, либо тоже как-то доставлять.

Эксперименты провела международная группа ученых, во главе которых стояли специалисты из Университета Питтсбурга (University of Pittsburgh). Результаты работы опубликованы на сайте Университета Питтсбурга.