การประยุกต์ใช้โบรอนไนไตรด์ในด้านสุขภาพ

โบรอนไนไตรด์เป็นผลึกโมเลกุลแบบหลายชั้นที่มีโครงสร้างเครือข่ายปกติหกเหลี่ยมประกอบด้วยโบรอนธาตุหลักกลุ่มที่สามและไนโตรเจนธาตุหลักกลุ่มที่ห้า ในชั้นผลึกโมเลกุล อะตอมโบรอนและอะตอมไนโตรเจนจะรวมกันด้วยพันธะประสานงาน และแรงยึดพันธะประสานงานนั้นแข็งแกร่งมาก ดังนั้นอะตอม B และอะตอม N ในชั้นจึงถูกยึดแน่น ชั้นต่างๆ เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโมเลกุล เนื่องจากพันธะโมเลกุลอ่อน จึงหลุดออกระหว่างชั้นได้ง่ายมาก

ตามรูปแบบผลึกที่แตกต่างกัน โครงสร้างผลึกของโบรอนไนไตรด์สามารถแบ่งได้เป็นสี่ประเภทหลักๆ ได้แก่ โบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (h-BN) โบรอนไนไตรด์ลูกบาศก์ (c-BN) โบรอนไนไตรด์เวิร์ตไซต์ (w-BN) และโบรอนไนไตรด์รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน (r-BN) ในจำนวนนี้ โบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (h-BN) ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด
การประยุกต์ใช้โบรอนไนไตรด์ในสาขาชีวการแพทย์

BN มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีทั้งในหลอดทดลองและในร่างกาย และมีคุณสมบัติที่คล้ายคลึงหรือเหนือกว่าวัสดุที่ใช้กราฟีนในการประยุกต์ใช้ทางชีวภาพ สามารถใช้ในยาต้านแบคทีเรีย การส่งยา ตัวแทนการส่งโบรอน วิศวกรรมเนื้อเยื่อ การถ่ายภาพในร่างกาย และสาขาอื่นๆ

(1) ยาต้านแบคทีเรีย

เมื่อไม่นานมานี้ มีการศึกษาบางกรณีพบว่าแผ่นนาโนโบรอนไนไตรด์มีผลในการต่อต้านแบคทีเรียต่อแบคทีเรียที่ดื้อยา (AMR) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีในร่างกายโดยไม่ก่อให้เกิดการดื้อยาซ้ำในระหว่างการใช้งานในระยะยาว

(2) การส่งยา

h-BN ยังถือเป็นตัวพายาที่มีแนวโน้มดีอีกด้วย แผ่นนาโนโบรอนไนไตรด์รูปหกเหลี่ยม (BNNS) ถูกสังเคราะห์ในปริมาณมากในครั้งเดียวโดยใช้วิธีเทมเพลตเกลือ และยับยั้งการแพร่กระจายของมะเร็งเต้านมได้อย่างมีประสิทธิภาพในการทดลองในร่างกายและในหลอดทดลอง ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพของ BNNS ในการประยุกต์ใช้การส่งยา จากการศึกษาวิจัยบางกรณีพบว่าการใช้ BN ทรงกลมเป็นตัวพา เปปไทด์นาตริยูเรติกในสมองที่มีกรดนิวคลีอิกดีออกซีไรโบโซมจะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ IAR-6-1 ที่เป็นเนื้องอกผ่านทางเอ็นโดไซโทซิส จากนั้นจึงปล่อย DOX เข้าไปในไซโทพลาซึมและนิวเคลียส จึงกำหนดเป้าหมายและฆ่าเซลล์มะเร็งได้

(3) วิศวกรรมเนื้อเยื่อ

ในด้านวัสดุทางทันตกรรม BNN ถูกเตรียมโดยใช้เครื่องบดลูกบอลพลังงานสูงและกระจายในเมทริกซ์เซอร์โคเนีย จากนั้นผงคอมโพสิตจะถูกทำให้แน่นโดยการเผาด้วยพลาสมา เซอร์โคเนียที่เติม BNN เข้าไปมีความแข็งแรงสูงถึง 27.3% และความเหนียวในการแตกหัก 37.5% และยับยั้งการย่อยสลายของเมทริกซ์เซอร์โคเนียในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น ซึ่งแสดงให้เห็นถึงคุณค่าที่เป็นไปได้ของ BNN ในฐานะวัสดุเสริมแรงทางทันตกรรม

(4) ตัวส่งโบรอน

เนื่องจากมีโบรอนในปริมาณสูงและมีพิษต่อเซลล์ต่ำ นาโนวัสดุโบรอนไนไตรด์จึงสามารถใช้เป็นตัวส่งโบรอนสำหรับการบำบัดด้วยการจับนิวตรอนโบรอน (BNCT) ได้ BNCT เป็นการรักษามะเร็งด้วยรังสีชนิดใหม่ที่สามารถกำหนดเป้าหมายและฆ่าเซลล์มะเร็งได้โดยไม่ทำอันตรายต่อเซลล์ปกติ นาโนทิวบ์โบรอนไนไตรด์ที่ดัดแปลงด้วยโพลีเอทิลีนไกลคอลได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวแทนส่งโบรอนสำหรับ BNCT การสะสมโบรอนในเซลล์มะเร็งผิวหนังเมลาโนมา B16 นั้นมากกว่า BSH ซึ่งเป็นตัวส่งโบรอนรุ่นที่สองประมาณสามเท่า (ไดโซเดียมไทโอโดเดคาโบเรน) นาโนทิวบ์โบรอนไนไตรด์ที่ดัดแปลงด้วยโพลีไลซีนและกรดโฟลิกจะถูกเซลล์ glioblastoma multiforme ดูดซับอย่างเลือกสรรหลังจากจับคู่กับจุดควอนตัมเรืองแสง นาโนทิวบ์เหล่านี้ไม่เพียงแต่ใช้เป็นตัวส่งโบรอนสำหรับ BNCT เท่านั้น แต่ยังสามารถติดตามพฤติกรรมภายในเซลล์ของยาได้อีกด้วย นาโนสเฟียร์โบรอนไนไตรด์ยังได้รับการรายงานว่าเป็นแหล่งกักเก็บโบรอนคุณภาพสูงสำหรับการรักษามะเร็งต่อมลูกหมากอีกด้วย โบรอนไนไตรด์ที่สามารถควบคุมความเป็นผลึกได้สามารถปล่อยโบรอนออกมาอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้การทำงานของเซลล์มะเร็งต่อมลูกหมากลดลงและกระตุ้นให้เซลล์เกิดอะพอพโทซิส แบบจำลองเนื้องอกในแหล่งกำเนิดยืนยันประสิทธิภาพในการป้องกันมะเร็งในร่างกายของโบรอนไนไตรด์ทรงกลมกลวง