Применение нитрида бора в здравоохранении

Нитрид бора представляет собой слоистый молекулярный кристалл с гексагональной регулярной сетчатой ​​структурой, состоящей из третьего основного элемента группы бора и пятого основного элемента группы азота. В молекулярном кристаллическом слое атомы бора и атомы азота объединены координационными связями, а сила связи координационной связи очень велика, поэтому атомы B и атомы N в слое тесно связаны. Слои соединены молекулярными связями. Поскольку молекулярные связи слабые, очень легко отвалиться между слоями.

Согласно различным кристаллическим формам, кристаллическую структуру нитрида бора можно в основном разделить на четыре типа: гексагональный нитрид бора (h-BN), кубический нитрид бора (c-BN), вюрцитный нитрид бора (w-BN) и ромбоэдрический нитрид бора (r-BN). Среди них наиболее широко используется гексагональный нитрид бора (h-BN).

Применение нитрида бора в биомедицинской области

BN обладает хорошей биосовместимостью in vitro и in vivo и имеет схожие или даже превосходящие свойства материалов на основе графена в биологических приложениях. Его можно использовать в антибактериальных целях, доставке лекарств, агентах доставки бора, тканевой инженерии, визуализации in vivo и других областях.

(1) Антибактериальный

Недавно некоторые исследования показали, что нанолисты нитрида бора оказывают эффективное антибактериальное действие на бактерии с устойчивостью к противомикробным препаратам (AMR) и обладают хорошей биосовместимостью в организме, не вызывая вторичной устойчивости к препаратам при длительном использовании.

(2) Доставка лекарств

h-BN также считается перспективным носителем лекарств. Гексагональные нанолисты нитрида бора (BNNS) были синтезированы в больших количествах в свое время методом солевого шаблона и эффективно подавляли пролиферацию рака молочной железы в экспериментах in vivo и in vitro, что указывает на потенциал BNNS в приложениях по доставке лекарств. Некоторые исследования показали, что при использовании сферического BN в качестве носителя мозговой натрийуретический пептид, загруженный дезоксирибонуклеиновой кислотой, проникает в опухолевые клетки IAR-6-1 через путь эндоцитоза, а затем высвобождает DOX в цитоплазму и ядро, тем самым нацеливаясь на раковые клетки и убивая их.

(3) Тканевая инженерия

В области стоматологических материалов BNN были приготовлены с помощью высокоэнергетического шарового измельчения и диспергированы в циркониевой матрице, а композитный порошок был консолидирован плазменным спеканием. Цирконий с добавлением BNN показал прочность до 27,3% и вязкость разрушения 37,5% и ингибировал деградацию циркониевой матрицы во влажной среде, демонстрируя потенциальную ценность BNN в качестве армирования стоматологического материала.

(4) Борный агент доставки

Благодаря высокому содержанию бора и низкой цитотоксичности наноматериалы нитрида бора могут использоваться в качестве агентов доставки бора для бор-нейтронной захватной терапии (БНЗТ). БНЗТ — это новый тип специфического лучевого лечения рака, который может нацеливаться и убивать раковые клетки, не нанося вреда нормальным клеткам. Было показано, что нанотрубки нитрида бора, модифицированные полиэтиленгликолем, являются агентами доставки бора для БНЗТ. Накопление бора в клетках меланомы B16 примерно в три раза больше, чем у агента доставки бора второго поколения BSH (динатрийтиододекаборан). Нанотрубки нитрида бора, модифицированные полилизином и фолиевой кислотой, селективно поглощаются клетками мультиформной глиобластомы после связывания с флуоресцентными квантовыми точками. Их можно использовать не только в качестве агентов доставки бора для БНЗТ, но и отслеживать внутриклеточное поведение лекарств. Также сообщалось, что наносферы нитрида бора являются высококачественным резервуаром бора для лечения рака предстательной железы. Нитрид бора с контролируемой кристалличностью может непрерывно высвобождать бор, тем самым снижая активность клеток рака простаты и вызывая апоптоз клеток. Модель опухоли in situ подтвердила противораковую эффективность полых сфер нитрида бора in vivo.