基础科学研究所 防止急性辐射综合征的高催化氧化铈/Mn3O4纳米晶体示意图
信用:IBS 尽管辐射在诊断和治疗中得到了广泛的应用，但仍然没有神奇的材料来保护人们免受辐射
虽然氨磷汀是作为辐射防护剂开发的，但美国食品和药物管理局只批准其用于保护唾液腺
此外，它需要反复注射才能有效，并且当应用于全身照射条件下的患者时，它会造成严重的全身毒性和并发症的健康威胁
基础科学研究所纳米粒子研究中心的研究人员与首尔国立大学牙科学院和牙科研究所的同事合作，报告了一种高效、安全的纳米晶体，可对抗危险剂量的辐射
通过在氧化铈纳米晶体上生长氧化锰纳米晶体，研究小组提高了氧化铈/氧化锰纳米晶体的催化活性，使其能够避免致命辐射的副作用
“在包括败血症、癌症、心血管疾病和帕金森氏病在内的许多主要疾病中都发现了过量的活性氧(ROS)，仅举几例，”IBS纳米粒子研究中心主任(首尔国立大学杰出教授)Hyeon Taeghwan说
“一种只能在低剂量下发挥作用的强大抗氧化剂，能够确保辐射在医疗、工业和军事等领域的可持续应用
这些新的二氧化铈/三氧化二锰异质结构纳米晶体比二氧化铈或三氧化二锰单独起作用时强五倍
a)CEO 2/Mn3O 4纳米晶体的3D图示(左)、TEM和STEM图像(中间和右上)以及相应的快速傅立叶变换图案(右下)
二氧化铈/Mn3O4纳米晶体的原子分辨率STEM图像
信用:IBS 当我们的身体暴露在高水平的辐射下时，由于水分子的分解，在几毫秒内就会产生大量的活性氧
这些活性氧会严重损害细胞，最终导致细胞死亡
研究小组着眼于二氧化铈和四氧化三锰纳米颗粒清除活性氧的能力
挑战在于如何以安全和经济的方式应用这些抗氧化纳米材料
二氧化铈和三氧化二锰纳米粒子虽然有效，但只能在高剂量下清除活性氧
它们也是稀有材料，很难获得
研究人员借鉴了催化领域通常采用的方法:堆叠具有不同晶格参数的纳米粒子会导致表面应变，并增加纳米晶体表面的氧空位
“在Mn3O4上产生的应变和氧化铈表面增加的氧空位的协同作用提高了活性氧的表面结合亲和力，增强了纳米晶体的催化活性，”该研究的第一作者韩桑解释说
“纳米晶体的应变工程，主要在催化剂领域进行研究，现在已经扩展到医学领域，以保护细胞免受活性氧相关疾病的影响，”该研究的第一作者之一赵敏吉说
H & amp辐射后3天对股骨切片进行电子染色
乙)健康与安全；照射后5天纵向切片的十二指肠染色
13 Gy全身照射后30天以上的存活率
信用:IBS 研究小组检查了这些新型抗氧化纳米晶体的安全性和有效性
使用人体肠道器官的急性辐射模型分析分子动力学
该研究的第一位合著者李尚宇解释说:“与未预处理组相比，用氧化铈/ Mn3O4纳米晶体预处理的有机类表达了更多与肠道干细胞增殖和维持相关的基因，而细胞死亡基因较少。”
在一项小鼠研究中，仅用极小剂量(氨磷汀注射剂量的1/ 360)二氧化铈/Mn3O4纳米晶体就将动物的存活率显著提高到67%，并降低了对内脏、循环和骨髓细胞的氧化应激，而没有任何明显的毒性迹象 「为确保辐射防护剂在临床上安全及广泛应用，关键是要在低剂量下维持高催化效能
这些二氧化铈/三氧化二锰纳米晶体证明了它们强大的抗氧化作用，可以在小剂量下有效地保护我们的整个身体，”首尔国立大学牙科系教授朴敬平说
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