Ученые оправдали нитрид галлия
По их словам, на самом деле нитрид галлия вовсе не токсичен и вполне сгодится для имплантов.
Ученые из университета Северной Каролины в Чапел Хилл и университета Пурдю доказали, что полупроводниковый нитрид галлия (GaN) совместим с клетками человека. Открытие поспособствует использованию материалов в разнообразных биомедицинских имплантационных технологиях.
В настоящее время нитрид галлия используется в различных технологиях, от светодиодов до оптических сенсоров, но не распространен в биомедицинских имплантах. Однако новые результаты ученых означают, что материал перспективен для использования в различных технологиях, от электродов для нейростимуляционных методов лечения болезни Альцгеймера до транзисторов, применяемых для анализа химического состава крови.
«Во-первых, нитрид галлия, в отличие от других полупроводниковых материалов, которые рассматриваются для применения в биомедицинских имплантах, не токсичен. Это минимизирует риск как для окружающей среды, так и для пациентов», сообщила доцент материаловедения доктор Албена Иванишевич.
Исследователи применили технологию масс-спектрометрии, чтобы понять, сколько галлия выделяется из нитрида, когда это вещество находится в среде, подобной человеческому организму. Это важно, поскольку оксид галлия — уже яд. Однако ученые выяснили, что нитрид галлия в исследуемой среде весьма стабилен и выделяет лишь совершенно незначительное количество галлия.
Ученые намеревались определить потенциальную биологическую совместимость нитрида галлия. Чтобы сделать это, они к нитриду галлия присоединили пептиды — стандартные составляющие белков. Далее нитрид галлия с пептидами и без оных поместили в клеточные культуры, чтобы увидеть, как они будут взаимодействовать.
Исследователи установили, что покрытый пептидом нитрид галлия более эффективно соединяется с клетками. «Это важно, поскольку мы хотим получить материалы, позволяющие осуществлять некоторый контроль за поведением клетки», сказала Иванишевич.
«Одна из проблем, которая возникает в случае использования биомедицинских имплантов, таких как датчики, заключается в том, что они обрастают биологическим материалом», отметили ученые. «Нитрид галлия же мы можем покрыть как пептидами, привлекающими клетки, так и отталкивающими. Датчики останутся чистыми. В ближайшее время нам необходимо испытать такие импланты».
В настоящее время нитрид галлия используется в различных технологиях, от светодиодов до оптических сенсоров, но не распространен в биомедицинских имплантах. Однако новые результаты ученых означают, что материал перспективен для использования в различных технологиях, от электродов для нейростимуляционных методов лечения болезни Альцгеймера до транзисторов, применяемых для анализа химического состава крови.
«Во-первых, нитрид галлия, в отличие от других полупроводниковых материалов, которые рассматриваются для применения в биомедицинских имплантах, не токсичен. Это минимизирует риск как для окружающей среды, так и для пациентов», сообщила доцент материаловедения доктор Албена Иванишевич.
Исследователи применили технологию масс-спектрометрии, чтобы понять, сколько галлия выделяется из нитрида, когда это вещество находится в среде, подобной человеческому организму. Это важно, поскольку оксид галлия — уже яд. Однако ученые выяснили, что нитрид галлия в исследуемой среде весьма стабилен и выделяет лишь совершенно незначительное количество галлия.
Ученые намеревались определить потенциальную биологическую совместимость нитрида галлия. Чтобы сделать это, они к нитриду галлия присоединили пептиды — стандартные составляющие белков. Далее нитрид галлия с пептидами и без оных поместили в клеточные культуры, чтобы увидеть, как они будут взаимодействовать.
Исследователи установили, что покрытый пептидом нитрид галлия более эффективно соединяется с клетками. «Это важно, поскольку мы хотим получить материалы, позволяющие осуществлять некоторый контроль за поведением клетки», сказала Иванишевич.
«Одна из проблем, которая возникает в случае использования биомедицинских имплантов, таких как датчики, заключается в том, что они обрастают биологическим материалом», отметили ученые. «Нитрид галлия же мы можем покрыть как пептидами, привлекающими клетки, так и отталкивающими. Датчики останутся чистыми. В ближайшее время нам необходимо испытать такие импланты».
