Нановолокна целлюлозы вместо углеродных нанотрубок

Исследование в рамках Национальной исследовательской программы "Возможности и риски наноматериалов" (NRP 64) показывает, что растительные целлюлозные нановолокна не представляют краткосрочного риска для здоровья, особенно короткие волокна. Однако клетки легких менее эффективно удаляют более длинные волокна.

Подобно углеродным нанотрубкам, используемым в велошлемах и теннисных ракетках, целлюлозные нановолокна чрезвычайно легкие и устойчивые к разрыву. Но их производство значительно дешевле, так как их можно изготавливать из растительных отходов хлопка или банановых растений. "Это лишь вопрос времени, когда они завоюют рынок", — говорит Кристоф Ведер из Института Адольфа Меркля Фрибургского университета.

В рамках NRP 64 он сотрудничал с командой Барбары Ротен-Рутишаузер, чтобы выяснить, вредны ли эти растительные нановолокна для легких при вдыхании. Исследование не полагается на тесты на животных; вместо этого группа Ротен-Рутишаузер разработала сложную 3D-систему клеток легких, чтобы смоделировать поверхность легких, используя различные культуры человеческих клеток in vitro.

Чем короче, тем лучше

Результаты показывают, что целлюлозные нановолокна не вредны: проанализированные клетки легких не показали признаков острого стресса или воспаления. Но были четкие различия между короткими и длинными волокнами: система клеток легких эффективно удаляла короткие волокна, в то время как более длинные оставались на поверхности клеток.

"Тестирование длилось всего два дня, потому что мы не можем выращивать культуры клеток дольше", — объясняет Барбара Ротен-Рутишаузер. Поэтому, добавляет она, нельзя сказать, могут ли более длинные волокна оказать негативное влияние на легкие в долгосрочной перспективе. Тесты с углеродными нанотрубками показали, что клетки легких теряют равновесие при контакте с длинными трубками, потому что безуспешно пытаются поглотить их. "Эта фрустрированная фагоцитоз может вызвать воспалительную реакцию", — говорит Ротен-Рутишаузер. Чтобы избежать потенциального вреда, она рекомендует компаниям, разрабатывающим продукты с нановолокнами, использовать короткие и гибкие волокна вместо длинных и жестких.