U ovoj doktorskoj disertaciji ispitivani su citotoksični efekti koloidnih rastvora fulerenskih nanočestica, kao i uticaj mehanohemijski pripremljenih fulerena na citotoksičnost azot monoksida. Zbog ...sposobnosti da indukuju ćelijsku smrt u određenim uslovima, fulereni C 60 predstavljaju potencijalne antitumorske i toksične agense. Koloidni rastvor kristalnog C 60 (nC60) je izuzetno toksičan, ali mehanizmi njegove citotoksičnosti još uvek nisu dovoljno ispitani ni razjašnjeni. U ovoj studiji korišćena su tri različita načina pripreme nC 60 rastvora: 1. metodom izmene rastvarača u tetrahidrofuranu (THF/nC 60), 2. etanolu (EtOH/nC60) ili 3. produženim mešanjem u vodi (H2O/nC 60). Kombinovanjem eksperimentalnih analiza i matematičkog modelovanja ispitivani su uslovi pod kojim različiti rastvori nC60 ispoljavaju citotoksičnost posredovanu reaktivnim kiseoničkim vrstama (RKV). Prema sposobnosti da generišu RKV i izazovu mitohondrijalnu depolarizaciju praćenu nekrozom, rastvori nC 60 su rangirani sledećim redosledom: THF/nC 60 > EtOH/nC 60 > H2O/nC 60. Matematičko modelovanje produkcije singletnog kiseonika (1 O 2) pokazuje da sposobnost rastvarača ugrađenog u strukturu fulerenskog kristala da neutrališe 1 O 2 (THF/nC 60 < EtOH/nC 60 < H2O/nC 60) predstavlja presudni faktor koji određuje sposobnost nanočestice da proizvodi RKV i izaziva ćelijsko oštećenje. Ovi rezultati skreću pažnju na toksikološki aspekt koloidnih fulerena u njihovoj potencijalnoj upotrebi u biomedicini.Fulereni imaju dvojnu prirodu tako da osim što proizvode RKV kada su pobuđeni vidljivom svetlošću, oni deluju i kao ,,skupljači“ slobodnih radikala i ispoljavaju značajna antioksidativna svojstva. Iz tog razloga je, u drugom delu studije, ispitivan uticaj fulerenskih nanočestica na citotoksičnost azot monoksida (NO), veoma reaktivnog slobodnog radikala. Fulerenske nanočestice su pripremljene mehanohemijski potpomognutom kompleksacijom uz korišćenje anjonskog surfaktanta natrijum dodecil sulfata (SDS), makrocikličnog oligosaharidγa -ciklodekstrina (γCDX) ili kopolimera acetat-etilen vinil versatata (EVA-EVV) i karakterisane metodama UV-vis spektroskopije i mikroskopijom atomskih sila (AFM).Iako je pokazano da mišjifibroblasti L929 internalizuju C 60 nanočestice, one nisu bile citotoksične, već su idelimično štitile L929 ćelije od citotoksičnog efekta NO donora kao što su natrijumnitroprusid (SNP), S nitrozo-N-acetilpenicilamin (SNAP), S –nitrosoglutation (GSNO) i3-morfolino-sidonimin (SIN-1). C 60 nanočestice su smanjile apoptotsku smrt ćelijatretiranih NO donorom inhibicijom depolarizacije mitohondrijalne membrane, aktivacijekaspaza i posledične fragmentacije DNK. Protektivno dejstvo nanočestica C 60 nijezavisilo od direktne interakcije sa NO-om, nego od neutralizacije superoksid anjonanastalog u mitohondrijama ćelija tretiranih NO donorom, što je pokazano korišćenjemviše različitih redoks senzitivnih fluorescentnih boja. Ovi podaci ukazuju na mogućuupotrebu kompleksa C 60sa odgovarajućim molekulima u sprečavanju ćelijskihoštećenja izazvanih azot monoksidom u zapaljenskim i autoimunskim oboljenjima.
