Медицинская Техника / Медицинская техника №6, 2014 / с. 23-27

Перспективные наноматериалы с углеродными нанотрубками в биомедицинских приложениях

А.Ю. Герасименко, Л.П. Ичкитидзе, В.М. Подгаецкий, С.В. Селищев

Аннотация

Рассмотрены некоторые возможности применения в медицинских приложениях композитных наноматериалов, содержащих углеродные нанотрубки. Это, в частности, имплантаты костной и хрящевой ткани, биологические припои для лазерной сварки, искусственные мышцы, слои с высокой электропроводностью для электродов медицинских аппаратов (дефибрилляторов, кардиографов, энцефалографов и др.).
Сопоставлены результаты по степени безопасности композитных наноматериалов с углеродными нанотрубками.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Александр Юрьевич Герасименко, канд. физ.-мат. наук, доцент,
Леван Павлович Ичкитидзе, канд. физ.-мат. наук, ст. научный сотрудник,
Виталий Маркович Подгаецкий, д-р физ.-мат. наук, профессор,
Сергей Васильевич Селищев, д-р физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой, кафедра биомедицинских систем, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,
e-mail: leo852@inbox.ru

Список литературы

1. Carbon Nanotubes – Growth and Applications / Edited by Mohammad Naraghi // InTech. 2011. 604 р.
2. Hone J., M. Llaguno C., Nemes N.M., T. Johnson A., Fischer J.E., Walters D.A., Casavant M.J., Schmidt J., Smalley R.E. Electrical and thermal transport properties of magnetically aligned single wall carbon nanotube films // Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 77 (5). PP. 666-668.
3. Ngo Q., Cassell A.M., Austin A.J. et al. Characteristics of aligned carbon nanofibers for interconnect via applications // IEEE. Elec. Dev. Lett. 2006. Vol. 27 (4). PP. 221-224.
4. Webster T., Waid M., McKenzie J., Price R., Ejiofor J. Nano-biotechnology: Carbon nanofibres as improved neural and orthopaedic implants // Nanotechnology. 2004. Vol. 15 (1). PP. 48-54.
5. Price R., Haberstroh K., Webster T. Improved osteoblast viability in the presence of smaller nanometre dimensioned carbon fibres // Nanotechnology. 2004. Vol. 15 (8). PP. 892-900.
6. Yao H., Jin Y., Chen M., Wu H., Liu N., Li Q. Preparation and mechanical properties of carbon nanotubes reinfored Aluminum composite // Materials Review. 2012. Vol. 26 (18). PP. 111-115.
7. Wallace G., Moulton S., Whitten P., Lynam C. Light, thermal, and electrical application electrical energy applicator placed in body / Патент Австралии № 20100023101. 2010.
8. Хенч Л., Джонс Д. Биоматериалы, искусственные органы и инжиниринг // Техносфера. 2007. 304 с.
9. Андреева И.В., Баграташвили В.Н., Ичкитидзе Л.П., Подгаецкий В.М., Савранский В.В., Селищев С.В. Исследование биосовместимых объемных нанокомпозитов, изготовленных лазерным методом // Медицинская техника. 2009. № 6. С. 1-9.
10. Ичктидзе Л.П., Подгаецкий В.М., Селищев С.В. Механические свойства объемного нанокомпозита, полученного при лазерном облучении продукта // Изв. вузов. Физика. 2010. № 3/2. С. 125-129.
11. Агеева С.А., Елисенко В.И., Герасименко А.Ю., Ичктидзе Л.П., Подгаецкий В.М. Испытания на биологическую совместимость объемных нанокомпозитов, созданных лазерным методом // Медицинская техника. 2010. № 6 (264). С. 35-39.
12. Герасименко А.Ю., Дедкова А.А., Ичкитидзе Л.П., Подгаецкий В.М. Исследование способов получения и свойства объемных нанокомпозиционных материалов на основе водной дисперсии альбумина // Оптика и спектроскопия. 2013. Т. 115. № 2. С. 326-332.
13. Forer B., Vasilyev T., Brosh T., Kariv N., Gil Z., Fliss D.M., Katzir A. Repair of Pig Dura in Vivo Using Temperature Controlled CO2 Laser Soldering // Lasers in Surg. and Med. 2005. Vol. 37 (4). PP. 286-292.
14. Shumalinsky D., Lobik L., Cytron S., Halpern M., Vasilyev T., Ravid A., Katzir A. Laparoscopic laser soldering for repair of ureteropelvic junction obstruction in the porcine model // J. of Endourology. 2004. Vol. 18 (2). PP. 177-181.
15. Марченко В.Т. Клинические и морфологические аспекты применения нового клея «Сульфакрилат» в хирургии органов грудной и брюшной полости / Дис. на соиск. уч. степ. д. м. н. – Новосибирск, 2004. 212 с.
16. Герасименко А.Ю., Ичкитидзе Л.П., Подгаецкий В.М., Пономарева О.В., Селищев С.В. Нанокомпозитный припой для лазерной сварки биологических тканей // Известия вузов. Электроника. 2010. № 4. C. 33-41.
17. Ичкитидзе Л.П., Комлев И.В., Подгаецкий В.М., Пономарева О.В., Селищев С.В. Хролова О.Р. Способ лазерной сварки биологических тканей / Патент RU № 2425700.
18. Герасименко А.Ю., Ичкитидзе Л.П., Подгаецкий В.М., Селищев С.В. Биологические припои для лазерной сварки биологической ткани / Труды XI Международной научной конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и эко- логии», ФРЭМЭ`2014. 1-3 июля 2014 г., Владимир – Суздаль, Россия. Кн. 2. С. 104-108.
19. Yang W., Choi H., Cho S., Jeon M., Lee S. Carbon nanotube– graphene composite for ionic polymer actuators // Smart Mater. and Struct. 2012. Vol. 21 (5). PP. 1-7.
20. Ma W. et al. High-strength composite fibers: Realizing true potential of carbon nanotubes in polymer matrix through continuous reticulate architecture and molecular level couplings // Nano Letters. 2009. Vol. 9. PP. 2855-2861.
21. Ma W.J., Song L., Yang R., Zhang T.H., Zhao Y.C., Sun L.F., Ren Y., Liu D.F., Liu L.F., Shen J., Zhang Z.X., Xiang Y.J., Zhou W.Y., Xie S.S. Directly synthesized strong, highly conducting, transparent single-walled carbon nanotube films // Nano Letters. 2007. Vol. 7. PP. 2307-2311.
22. Ma W., Li J., Song L., Niu Z., Cai L., Zeng Q., Zhang X., Dong H., Zhao D., Zhou W., Xie S. Superfast-Response and Ultrahigh-Power-Density Electromechanical Actuators Based on Hierarchal Carbon Nanotube Electrodes and Chitosan // Nano Letters. 2011. Vol. 11. PP. 4636-4641.
23. Ичкитидзе Л.П., Подгаецкий В.М. Электропроводный биосовместимый композиционный наноматериал с углеродными нанотрубками // Медицинская техника. 2011. № 6. С. 25-29.
24. Ичкитидзе Л.П., Селищев С.В., Благов Е.В., Павлов А.А., Галперин В.А., Шаман Ю.П., Кицюк Е.П. Электропроводящие пленки с углеродными нанотрубками в медицинских приложениях / Труды XI Международной научной конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии», ФРЭМЭ`2014. 1-3 июля 2014 г., Владимир – Суздаль, Россия. Кн. 2. С. 74-76.
25. Ичкитидзе Л.П., Приходко А.С., Путря Б.М., Благов Е.В., Павлов А.А., Галперин В.А., Кицюк Е.П., Шаман Ю.П. Электропроводный композиционный наноматериал с биосовместимыми матрицей и многослойными углеродными нанотрубками // Мед. техника. 2013. № 2. С. 11-16.
26. Ichkitidze L.P., Podgaetsky V.M., Selishchev S.V., Blagov E.V., Galperin V.A., Shaman Yu.P. Laser Stimulation the Electroconductivity of Composite Layers with Multiwalled Carbon Nanotubes / Proceedings of the 3rd International Conference on Nanomaterials: Applications and Properties (NAP-2013). 16-21 September, 2013, Alushta, the Crimea, Ukraine. Vol. 2 (3).
27. Lima M.D., Li N., Jung de Anrade M., Fang S., Oh J., Spinks G.M., Kozlov M.E., Haines C.S., Suh D., Foroughi J., Kim S.J., Chen Y., Ware T., Shin M.K., Machado L.D., Fonseca A.F., Madden J.D.W., Voit W.e., Galao D.S., Baighman R.H. Electrically, Chemically, and Photonically Powered Torsional and Tensile Actuation of Hybrid Carbon Nanotube Yarn Muscles // Science. 2012. Vol. 338 (6109). PP. 928-932.
28. Ичкитидзе Л.П., Комлев И.В. Углеродные нанотрубки и композитные наноматериалы: токсичность / Лазеры в науке, технике, медицине. Сб. научн. труд. / Под ред. В.А. Петрова. – М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2010. Т. 21. C. 103-113.
29. Haniu H., Saito N., Matsuda Y., Tsukahara T., Usui Y., Maruyama K., Aoki K., Kobayashi S., Nomura H., Tanaka M., Okamoto M., Kato H. Biological responses according to the shape and size of carbon nanotubes in BEAS-2B and MESO-1 cells // Int. J. Nanomedicine. 2014. Vol. 9. PP.1979-1990.
30. Welp L.R., Keeling R.F., Meijer H.A.J., Bollenbacher A.F., Piper S.C., Yoshimura K., Francey R.J., Allison C.E., Wahlen M. Interannual variability in the oxygen isotopes of atmospheric CO2 driven by El Nino // Nature. 2011. Vol. 477. PP. 579-582.
31. Mohamed B.M., Movia D., Knyazev A., Langevin D., Davies A.M., Prina-Mello A., Volkov Y. Citrullination as early-stage indicator of cell response to single-walled carbon nanotubes // Sci. Rep. 2013. Vol. 3. PP. 1124-1136.
32. Allen L.B., Kotchey G.P., Chen Y. et al. Star mechanistic investigations of horseradish peroxidase-catalyzed degradation of single-walled carbon nanotubes // J. Am. Chem. Soc. 2009. Vol. 131. PP. 17194-17205