据报道,美国加州大学河畔分校(UCR)的研究人员在2006年3月8日出版的美国化学会期刊《纳米通讯》上发表了一项重要研究成果,首次揭示了骨细胞能够在碳纳米管上生长和增殖的机制。
该研究的主要作者劳拉·赞尼罗是加州大学河畔分校的一名生物化学助理教授,参与研究的还有两名研究生赵宾和胡慧,以及化学与环境工程学荣誉教授罗伯特·哈登。哈登教授此前曾发现碳纳米管具有与骨细胞化学相容性的特性,而赞尼罗教授通过实验验证了这一理论,并进一步发现,比人类头发丝还细10万倍的碳纳米管实际上是骨细胞生长的理想骨架。
赞尼罗教授指出,过去科学家在尝试结合碳纳米管与活细胞时,常因纳米管中含有有毒物质而受阻。因此,她的团队致力于生产高纯度的碳纳米管,以减少生产过程中可能引入的重金属污染。赵宾在美国橡树岭国家实验室生产的高纯度碳纳米管为该研究提供了重要支持。
实验中,研究人员使用了经过化学处理和未经化学处理的两种纳米管,并将其与老鼠骨细胞结合,以观察哪种条件最适合骨细胞生长。结果显示,未经化学处理的碳纳米管以及电中性的纳米管是骨细胞生长的最佳骨架。这是因为碳纳米管无法进行生物降解,它们作为惰性框架,可以支持细胞生长、繁殖并沉淀新的活性物质,最终转化为正常功能的骨组织。
研究还指出,碳纳米管在治疗骨骼缺陷方面具有潜力,例如因肿瘤切除、损伤、骨骼发育异常及牙齿植入等原因引起的骨骼缺损。然而,人体如何与纳米管相容,尤其是免疫反应等问题仍需进一步研究。赞尼罗教授表示:“我们希望能够观察活性物质与人造合成骨架之间的原子级反应,从而找到能够与活细胞在纳米层面发生反应的物质。”