Новости

15 августа, 2022 15:35

Разработан способ получения нового наноматериала на основе церия для терапии кожных заболеваний и солнцезащитных препаратов

Источник: РАН
Коллектив ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины разработал эффективный метод синтеза коллоидных растворов диоксида церия в неполярных растворителях – основы для создания принципиально новых биологически активных наноматериалов. Работа поддержана Российским научным фондом. Результаты исследований опубликованы в журнале Molecules.
Источник: пресс-служба ИОНХ РАН

Среди огромного разнообразия современных наноматериалов диоксид церия (CeO2) занимает особое место, что связано с его уникальными физическими и химическими свойствами, важными с точки зрения практического использования. Диоксид церия способен эффективно поглощать ультрафиолетовое излучение, что делает его одним из наиболее перспективных компонентов солнцезащитных препаратов нового поколения, не содержащих токсичных оксидов цинка и титана. Крайне низкая растворимость данного материала обеспечивает безопасность его использования в составе косметических препаратов. Уникальность диоксида церия в нанокристаллическом состоянии связана с его способностью имитировать функции целого ряда энзимов, то есть выступать в качестве катализатора биологически важных процессов, связанных с кислородным и энергетическим обменом в живых системах. К настоящему времени экспериментально установлена ярко выраженная антиоксидантная активность нанодисперсного диоксида церия, благотворно влияющая на процессы роста и деления клеток, в том числе стволовых.

Наиболее удобной формой для использования диоксида церия в составе биологически активных материалов, космецевтических и фармацевтических препаратов являются коллоидные растворы – их можно точно дозировать, в них наночастицы долгое время сохраняют свои размеры и не меняют свойств. Существует множество методов синтеза коллоидных растворов диоксида церия в воде, однако способы получения стабильных коллоидных растворов CeO2 в неполярных органических растворителях практически неизвестны. В то же время, такие материалы очень важны с точки зрения создания новых препаратов для терапии различных кожных заболеваний, в том числе ран различной этиологии. 

«Стабилизировать нанокристаллический CeO2 в неполярных органических растворителях крайне сложно, так как это соединение обладает очень высоким сродством к молекулам воды – на его поверхности она всегда присутствует в большом количестве. Тут работает известный со времен средневековья принцип, «подобное растворяется в подобном»: растворить частицы, покрытые полярными молекулами воды, в неполярной органической среде просто невозможно», – комментирует автор статьи, член-корреспондент РАН Владимир Иванов

По словам ученого, для решения этой задачи нужно «обмануть» неполярный растворитель – изменить поверхность наночастиц так, чтобы она тоже стала неполярной. Для этого решено было использовать молекулы каприловой кислоты (она входит в состав многих растительных жиров), которые одним фрагментом могут соединяться с диоксидом церия, а структура второго фрагмента придает частице сродство с органическим растворителем.

«Для получения наночастиц мы реализовали эффективный метод синтеза, не требующий использования высоких температур или дорогостоящих реагентов, – рассказывает Владимир Иванов. – Мы провели исследования свойств полученных коллоидных растворов диоксида церия в неполярных растворителях, и они показали выраженные антиоксидантные свойства»

Полученные материалы в несколько сотен раз уменьшали концентрацию одной из наиболее активных форм кислорода – супероксид анион-радикала, – играющего ключевую роль в процессах окислительного повреждения клеток. Таким образом, наночастицы диоксида церия проявили свойства, присущие антиоксидантным ферментам – супероксиддисмутазам, – играющим важнейшую роль в защите живых систем от окислительного стресса. Данное исследование очередной раз продемонстрировало, что диоксид церия является «нанозимом» – неорганическим аналогом природных энзимов.

«Мы считаем, что полученные нами новые наноматериалы могут быть использованы для решения широкого круга задач – от создания композиций для терапии кожных заболеваний и солнцезащитных препаратов до получения присадок к моторным топливам, повышающих их эффективность и уменьшающих выбросы вредных продуктов сгорания. Предложенный нами простой и экологичный способ синтеза, без сомнения, ускорит внедрение наноматериалов на основе диоксида церия».


20 февраля, 2024
Марганцевый катализатор поможет производить силиконы для медицины под действием солнечного света
Ученые выяснили, что синтезировать силиконы можно при комнатной температуре и солнечном свете с помо...
20 февраля, 2024
В ИТМО научились предсказывать свойства углеродных наночастиц для диагностики рака
Ученые ИТМО разработали новый подход к получению углеродных наночастиц с заданными оптическими свойс...