Новости химической науки > Очистка крови от кадмия

Исследователи из Китая отмечают, что развитие современной промышленности приводит к тому, что вероятность загрязнения человеческого организма ионами тяжелых металлов увеличивается. Для борьбы с последствиями такого загрязнения китайские химики и разработали супермагнитный нанокомпозитный материал, способный удалять ионы кадмия из крови.

Ионы кадмия могут повреждать органы человека, кадмий канцерогенен. Материалы, до настоящего времени исследованные на предмет способности выведения ионов кадмия из крови человека не обладают всеми необходимыми для применения в терапии свойствами. Они могут отличаться либо хорошей селективностью, либо высокой намагниченностью насыщения, либо хорошо диспергируются в воде, но не обладают всеми этими тремя свойствами одновременно. Новый композитный материал, полученный Цзюнь Цзинем (Jun Jin) и Цзяньтаем Ма (Jiantai Ma) из Университета Ланчжоу, комбинирует все три необходимые свойства, желательные для препарата кадмиевой детоксикации.

Исследователи получили нанокомпозитный материал – PAD-PEG-Fe₃O₄@PEI – из четырех компонентов. Магнитные наночастицы оксида железа были выбраны благодаря их низкой токсичности. Исследователи покрыли Fe₃O₄ полиэтиленимином [polyethylenimine (PEI)], способным связываться с ионами кадмия, это покрытие также понижает вероятность поглощения наночастиц красными кровяными клетками, что максимально увеличивает время циркуляции таких наночастиц в кровотоке. Прививка полиэтиленгликоля [polyethylene glycol (PEG)] к полиэтиленимину позволяла ввести в состав композитной частицы отрицательно заряженный остаток 2,2'-(фенилазанедиил)диуксусной кислоты (PAD), который препятствует взаимодействию наночастиц и белков плазмы крови или лейкоцитов.

Нанокомпозитный материал связывает содержащиеся в крови ионы кадмия, адсорбировавшие кадмий наночастицы могут быть удалены с помощью магнита. (Рисунок из Nanoscale, 2012, DOI: 10.1039/c2nr11481j)

Во время испытаний Цзиню и Ма удалось удалить 80% ионов кадмия из 1 мл крови, концентрация ионов кадмия в образце составляла 1 м.д. Композит показал хорошую селективность по отношению к ионам Cd²⁺, практически не взаимодействуя с другими положительными двухзарядными ионами, как, например Ca²⁺ и Zn²⁺. Высокая магнитная способность композита облегчает последующее после адсорбции ионов Cd²⁺ удаление наночастиц из образца.

Цзинь предполагает, что нанокомпозиты можно будет ввести в кровоток с помощью инъекции в вену, в крови наночастицы могут связать ионы кадмия, а комплекс кадмий-нанокомпозит может быть удален за счет циркуляции крови через систему с магнитным полем, после чего очищенная кровь будет возвращаться в кровеносную систему.

Мансур Амижи (Mansoor Amiji), эксперт по наноматериалам медицинского назначения из Северо-восточного Университета США отмечает, что удаление ионов тяжелых металлов, в том числе и Cd²⁺ из крови и тканей человека представляет собой важную задачу – тяжелые металлы могут связываться с белками, частично или полностью блокируя их функции. Вместе с тем Амижи подчеркивает, что применение полиэтиленимина может стать проблемой, поскольку этот полимер проявляет цитотоксичность, а его положительно заряженная форма может связывать и другие положительно заряженные ионы, а не только Cd²⁺.

Источник: Nanoscale, 2012, DOI: 10.1039/c2nr11481j

метки статьи: #медицинская химия, #межмолекулярные взаимодействия, #нанотехнологии, #новые материалы, #химия полимеров