Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Industrial materials >> Nanomaterialen

Hersengerichte polysorbaat 80-geëmulgeerde Donepezil geneesmiddelgeladen nanodeeltjes voor neuroprotectie

Abstract

De meeste medicijnen tegen de ziekte van Alzheimer werken niet efficiënt vanwege de bloed-hersenbarrière. Daarom hebben we een nieuw nanopreparaat (PS-DZP-CHP) ontworpen:cholesterol-gemodificeerd pullulan (CHP) nanodeeltje met polysorbaat 80 (PS) oppervlaktedekking, als donepezil (DZP) drager om levering van hersenweefsel te realiseren. Door grootteanalyse en isothermische titratiecalorimetrie, kozen we de optimale doseringsverhouding van het medicijn met nanomaterialen (1:5) en ontwierpen we een reeks experimenten om de werkzaamheid van de nanodeeltjes te verifiëren. De resultaten van in vitro afgifte-experimenten toonden aan dat de nanodeeltjes binnen 72 uur een continue geneesmiddelafgifte kunnen bereiken. De resultaten van fluorescentieobservatie bij muizen toonden een goede hersentargeting van PS-DZP-CHP-nanodeeltjes. Bovendien kan het nanodeeltje het medicijn in de hersenweefselconcentratie bij muizen verbeteren. DZP-CHP-nanodeeltjes werden gebruikt om zenuwcellen met Aβ-eiwitschade voor te behandelen. De concentratie lactaatdehydrogenase werd bepaald door MTT-, rhodamine 123- en AO-EB-kleuring, wat aantoonde dat DZP-CHP-nanodeeltjes een beschermend effect hadden op de neurotoxiciteit veroorzaakt door Aβ25–35 en waren superieur aan gratis donepezil. Microthermische perpetuum mobile-metertest toonde aan dat PS-DZP-CHP-nanodeeltjes een affiniteit hebben met apolipoproteïne E, wat van vitaal belang kan zijn voor het richten van deze nanodeeltjes op hersenweefsel.

Inleiding

AD is een ziekte van het centrale zenuwstelsel met gecompliceerde pathologische mechanismen die progressieve cognitieve disfunctie veroorzaken, maar het is erg moeilijk te behandelen vanwege de moeilijkheid bij het toedienen van medicijnen en de lage concentratie van het medicijn dat hersenweefsel kan bereiken [1, 2]. Passage van de BBB is een groot probleem geworden in onderzoek naar drug delivery system (DDS) [3, 4]. De meeste medicijnen openen de BBB via biologische, chemische of fysieke middelen; onder hen worden fysieke methoden nu het meest klinisch gebruikt [5]. Vanwege de onoverkomelijke defecten in intracraniële medicijnafgifte op basis van invasieve technologie, heeft het produceren van lipofiele prodrugs of actieve transportsubstraten door chemische modificatie van het medicijnoppervlak meer voordelen [6]. Onder hen zijn nanodeeltjes een van de beste keuzes om intracraniële medicijnafgifte te bereiken door zich actief te richten op de BBB [7,8,9].

Nano-DDS's zijn de focus geworden van hersengericht onderzoek en omvatten polymere nanodeeltjes, organische nanodeeltjes, liposomen, nanovezels en micellen die zijn ontworpen om behandelingen en diagnostiek te bieden [6, 10,11,12]. Zowel met medicijnen beladen nanodeeltjes als lipofiele medicijnen met kleine moleculen kunnen door de BBB gaan. Het verschil is dat met medicijnen beladen nanodeeltjes meer kans hebben om door passieve diffusie te gaan door adsorptie aan de capillaire wand in de hersenen. Bovendien hebben vrije medicijnen te maken met een tweede barrière, de bloed-cerebrospinale vloeistofbarrière (B-CSF) [13]. In tegenstelling tot andere barrière-tegenhangers, zijn de meeste geneesmiddelen relatief permeabel door het CSF en diffunderen ze in het hersenparenchym. Vanwege het zeer langzame diffusieproces is de concentratie van vrije medicijnen in CSF echter veel hoger dan die in hersenparenchym, en de hoge concentratie in de CSF zal enige toxiciteit veroorzaken [14, 15]. In dit proces hebben nanodeeltjes unieke en belangrijke voordelen. Als het oppervlak van de nanodrager is gecoat met een hydrofiele oppervlakteactieve stof, zal ApoE aan het oppervlak adsorberen en kan CSF de beweging van nanodeeltjes naar het hersenparenchym door de ruimte rond bloedvaten bevorderen [16]. Nanodeeltjes bekleed met de niet-ionische oppervlakteactieve stof polysorbaat 80 bereid door Kreuter et al. [17] waren de eerste medicijnen die met succes aan het hersensysteem werden afgeleverd en via adsorptie van het serumeiwit ApoE in het plasma werden getransporteerd. Daarom maakt polysorbaat 80-modificatie op het oppervlak van nanodeeltjes om een ​​geneesmiddelspecifiek composiet te vormen, het richten op geneesmiddel- en endogene BBB-receptorherkenning mogelijk, waardoor de biologische beschikbaarheid van geneesmiddelen aanzienlijk wordt verhoogd [18,19,20].

Op dit moment wordt de acetylcholinesterase (AChE)-remmer donepezil (DZP) vaak gebruikt voor de behandeling van matige AD, maar vanwege de vetoplosbaarheid, slechte oplossing in vivo , en een lage orale biologische beschikbaarheid, moeten conventionele donepezil-tabletten dagelijks worden ingenomen om het therapeutische effect te behouden [21, 22]. Omdat het cognitieve vermogen van AD-patiënten ernstig is aangetast, wat veel ongemak veroorzaakt bij het handhaven van een medicatieschema, is de ontwikkeling van een langwerkend DZP-preparaat met aanhoudende afgifte dringend noodzakelijk. De amyloïde cascadehypothese suggereert dat de oorzaak van AD de afzetting is van amyloïde plaques rond het hersenparenchym en de cerebrovasculaire wanden. Een groot aantal diffuse vlekken wordt ook waargenomen in hersengebieden, die zijn samengesteld uit amorfe, sterk fibrotische en onoplosbare extracellulaire Aβ-afzettingen [23, 24]. Boridi et al. ontdekte dat pullulan-polysaccharidenanodeeltjes die niet-toxisch en gemakkelijk afbreekbaar zijn, een complex kunnen vormen met het Aβ-eiwit en effectief eiwitaggregatie kunnen voorkomen en snel uit cellen kunnen worden verwijderd om celtoxiciteit te remmen [25]. Cholesterol-hydrofoob gemodificeerd pullulan (CHP) is een amfifiele stof die zichzelf kan assembleren tot een nanostructuur met een hydrofobe kern en een hydrofiele suikerketen in een waterige oplossing [26, 27]. Tegelijkertijd kunnen CHP-nanodeeltjes Aβ-eiwit adsorberen om de afzetting en aggregatie ervan te voorkomen, wat een synergetische rol speelt. Als nanodrager heeft WKK een aanzienlijke superioriteit.

Op basis van bovenstaande kennis heeft het onderzoeksteam in een vroeg stadium een ​​DZP-CHP-nanopreparaat ontworpen en de optimale doseringsverhouding van het medicijn tot de nanodrager bepaald. Vervolgens werd polysorbaat op het oppervlak van de nanodeeltjes geadsorbeerd om de doorgang door de BBB actief te targeten om hersenverrijking te bereiken. In deze studie werd een reeks DZP-CHP-nanooplossingen gekarakteriseerd en het in vitro afgifteproces van geneesmiddelen onderzocht en bestudeerd. Nadat de nanodeeltjes met succes waren geprepareerd, werd Aβ25-35 gebruikt om zenuwcelbeschadiging te induceren om een ​​AD-celmodel vast te stellen [28, 29]. Vervolgens werd het beschermende effect van de DZP-CHP-nanooplossing onderzocht in PC12- en SH-SY5Y-celmodellen.

Materialen en methoden

Materialen

Het volgende werd gebruikt:cholesterol-hydrofoob gemodificeerd pullulan (zelfgemaakt) [30]; donepezil (Shanghai Ziqi Biotechnology Co., Ltd.); polysorbaat 80 (Tianjin Fuchen Reagent Institute); indocyanine groen (ICG) kleurstof (Tianjin Baiying Biological Technology Co., Ltd.); polysorbaat 80 (Tween 80, PS) (Tianjin Fuchen Reagent Office); zwarte muizen (Hunan Slake Jingda Laboratory Animal Co., Ltd.); Aβ25-35 (US Sigma); tetramethylazazolzout (MTT) (US Sigma); pasgeboren runderserum (U.S. Gibco); lactaatdehydrogenasekit (LDH) (Nanjing Jiancheng Biological Co., Ltd.); AO/EB dubbele kleuring fluorescentiekit (Sino Pharmaceutical Group Chemical Reagent Co., Ltd.); en PC12-cellen (feochromocytoomcellen van de rattenbijnier) verkregen van de afdeling Neurologie, Second Xiangya Hospital, Central South University. SH-SY5Y-cellen (menselijke beenmergneuroblastoomcellen) werden gekocht bij de ATCC Cell Bank (Manassas, VA, VS).

Voorbereiding van nanodeeltjes

Drie soorten nanodeeltjes met verschillende DZP- en WKK-verhoudingen (w/w) (10:20, 4:20 en 2:20) werden met succes eerst bereid via waterdialyse volgens methoden die in de literatuur worden vermeld [31]. Een bepaalde concentratie DZP-CHP-nanodeeltjes werd toegevoegd aan een beker met een constant volume van 10 ml en vervolgens afgezogen in een andere beker met polysorbaat 80 (PS) emulgator (concentratie 0,7 mmol) om 1 uur te bezinken. Het mengsel werd vervolgens in een EP-buis geplaatst en 3 minuten gesoniceerd (uitgangsvermogen 100 W, intermitterende pulswerkmodus:pulsbreedte 2,0 s, intermitterende tijd 2,0 s). De bewerking werd drie keer herhaald totdat een uniforme dispersie werd verkregen [32]. Met polysorbaat 80 geëmulgeerde donepezil-geneesmiddelbeladen nanodeeltjes (PS-DZP-CHP) werden uiteindelijk verkregen nadat onzuiverheden door filtratie waren verwijderd.

Karakterisering van nanodeeltjes

Nanodeeltjesmorfologie

De vorm, oppervlaktemorfologie en grootte van de DZP-CHP-nanodeeltjes (DCP's) met DZP tot CHP-verhoudingen van 1:2, 1:5 en 1:10 werden geanalyseerd met een Tecnai F20 transmissie-elektronenmicroscoop. Een druppel CHP-, DZP-CHP- en PS-DZP-CHP-nanodeeltjes werd op een met koolstof gecoat kopergaas geplaatst om een ​​dunne vloeistoffilm te vormen. Vervolgens werd 2% (w/v) fosfowolfraamzuuroplossing gebruikt om negatieve kleuring van het monster te verkrijgen na natuurlijk drogen van de film. De vers bereide waterige nanodeeltjesoplossing werd druppelsgewijs toegevoegd aan een schone siliciumwafel, gedroogd bij kamertemperatuur en vervolgens onder een JSM-6700F veldemissie scanning elektronenmicroscoop geplaatst om de oppervlaktestructuur te observeren.

Nanodeeltjesgrootte en zetapotentieel

De grootte, polydispersiteitscoëfficiënt (PDI) en zeta-potentiaal van DZP-CHP- en PS-DZP-CHP-nanodeeltjes werden geanalyseerd met behulp van dynamische lichtverstrooiing (DLS). De gemiddelde deeltjesgrootte en grootteverdeling van de verkregen homogene suspensie werden elk drie keer gemeten.

In vitro geneesmiddelafgifte

De afgifte van donepezil werd gemeten met behulp van dynamische waterdialyse. Eén milligram DZP-CHP- en PS-DZP-CHP-nanodeeltjes werd opgelost in 5 ml fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS, pH 7,4, concentratie 0,01 M) en vervolgens overgebracht naar een dialysezak, die in dezelfde oplossing werd bewaard bij een constante temperatuur van 37 ° C onder magnetisch roeren. Vier milliliter PBS bij 0, 0,5, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 48 en 72 uur werd verdund met hetzelfde volume PBS bij dezelfde pH. Ultraviolet-zichtbare spectrofotometrie werd gebruikt om de absorptie van het dialysaat bij 312 nm op verschillende tijdstippen te detecteren; het gehalte van de oplossing werd bepaald met een standaardcurve en de afgiftetest werd in vitro driemaal herhaald. Het afgiftepercentage van donepezil werd berekend volgens de volgende formule:

$$Q\% ={{(C{\text{n}} \times V + V{\text{n}}\sum\nolimits_{{{\text{t}} ={0}}}^{ {\text{n}}} {{\text{Ci}}} )} \mathord{\left/ {\vphantom {{(C{\text{n}} \times V + V{\text{n} }\sum\nolimits_{{{\text{t}} ={0}}}^{{\text{n}}} {{\text{Ci}}} )} {(WNP \times LC\% } }} \rechts \kern-\nulldelimiterspace} {(WNP \times LC\% }})$$

Cn is de monsterconcentratie op het Tn-tijdstip, g/mL; V is het totale volume PBS-afgifteoplossing, ml; Vn is het PBS-afgiftevloeistofvolume op het Ti-tijdstip, ml; en Ci is de donepezilconcentratie op het Ti-tijdstip, g/mL.

Isothermische titratiecalorimetrie (ITC)

Een bepaalde concentratie PS-oplossing werd op CHP-nanodeeltjesoplossingen gedruppeld en de veranderingen in warmte werden gemeten met ITC (vip-itc, Microcal, Northampton, MA, VS). De WKK-nanodeeltjesoplossing omvatte drie soorten nanodeeltjes met verschillende DZP-tot-WKK-verhoudingen (1:2, 1:5 en 1:10). Alle oplossingen werden voor titratie ontgast. De temperatuur van het hele systeem werd constant op 25 °C gehouden.

Dierenexperimenten om hersentargeting te observeren

Bereiding van ICG-gelabelde Donepezil WKK-nanodeeltjes

Vierhonderd milligram CHP-DZP en 20 mg ICG werden gewogen met behulp van een analytische balans, en een geschikte hoeveelheid DMSO werd toegevoegd om grondig te mengen en op te lossen. Vervolgens werd de hierboven verkregen oplossing druppelsgewijs met een pipet aan de dialysezak toegevoegd en het gedestilleerde water werd eenmaal per uur ververst. Drie uur later werd het gedestilleerde water elke 2 uur vervangen en werd er 48 uur lang telkens 400-800 ml gedestilleerd water toegevoegd totdat de DMSO volledig was gedialyseerd. Daarna werd de bovenstaande oplossing met een pipet overgebracht in een maatkolf om een ​​constant volume te verkrijgen en vervolgens gedurende 2 minuten behandeld met een ultrasone golf. Filtratie door een filtermembraan van 0,45 m resulteerde in ICG-gelabelde DZP-CHP-nanodeeltjes (ICG-DZP-CHP), die afzonderlijk werden verpakt en in een koelkast bij 4 °C werden bewaard voor toekomstig gebruik.

Bereiding van geëmulgeerde fluorescerende Donepezil WKK-nanodeeltjes

Een geschikte hoeveelheid ICG-DZP-CHP werd in een bekerglas van 10 ml geplaatst en 1 (v/v) polysorbaat 80 (PS) emulgator werd toegevoegd. Het bekerglas werd 1 uur bewaard en vervolgens overgebracht naar een EP-buis voor ultrasone trillingen gedurende 2 minuten bij 100 W. De bovenstaande bewerking werd drie keer herhaald totdat een uniforme nanooplossing was verkregen. Ten slotte werden gefilterde en ICG-gelabelde geëmulgeerde donepezil-geneesmiddelbeladen nanodeeltjes verkregen (PS-ICG-DZP-CHP).

MST-experimenten om de binding van de APOE aan nanodeeltjes te verifiëren

Alle MST-experimenten werden uitgevoerd op een Monolith NT.115-systeem (201810-BR-N024). Alle oplossingen werden bereid met gedeïoniseerd water en reagentia van analytische kwaliteit. Buffers werden bereid en bewaard bij kamertemperatuur. Eiwitmonsters werden tot gebruik op ijs bewaard [33]. PS-ICG-CHP-nanodeeltjes (55,6 M) werden verdund tot 40 nM met gedeïoniseerd water en ICG werd geladen voor fluorescentie. APOE-oplossing (30 l, 55,6 μM) werd bereid en 16 capillaire buisjes werden gelabeld 1 tot 16; eerst werd 20 l APOE toegevoegd aan buis 1 en 10 μl werd toegevoegd aan buisjes 2 tot 16. Vervolgens werd 10 l oplossing overgebracht van buis 1 naar buis 2 en grondig gemengd. Daarna werd 10 l oplossing uit buis 2 verwijderd en overgebracht naar buis 3. Deze handeling werd herhaald totdat 10 l oplossing uiteindelijk uit buis 16 was verwijderd om ervoor te zorgen dat de oplossing in elk buisje hetzelfde volume had. Tien microliter verdunde nanodeeltjes werd aan elke buis toegevoegd en grondig gemengd om de meting te starten. De MST-testgegevens werden geanalyseerd met NT-analysesoftware en KD-aanpassing werd uitgevoerd volgens de wet van massale actie volgens de software-instructies.

In vivo fluorescentiebeeldvormingstechnologie voor observatie van hersentargeting

Een partij gezonde zwarte muizen met een gewicht van ongeveer 18-22 g elk werd gekozen en willekeurig verdeeld in 2 groepen:de PS-ICG-DZP-CHP-groep en de ICG-DZP-CHP-groep. Elke muis werd via de staartader geïnjecteerd met 200 μl van 200 μg / ml van de geneesmiddelen uit de bovenstaande groep en 0,5 uur later werden de muizen verdoofd met 1% pentobarbital-natrium (50 mg / kg). Daarna werden alle muizen in het fotografische gebied van de live imager geplaatst met de beeldparameters ingesteld op een excitatiegolflengte van 765 nm-815 nm en een absorptiegolflengte van 815 nm-845 nm om een ​​fluorescentiebeeld van het hele dier te verkrijgen . Na beeldvorming werden alle muizen ontleed en werden de nier, het hart, de milt, de long, de lever en de hersenen verwijderd om fluorescentiebeelden te verkrijgen. De beeldvormingsparameters waren consistent met die hierboven beschreven.

Onderzoek naar weefselverdeling van nanodeeltjes

Groeperen en bemonsteren van muizen

Vijfenveertig C57BL/6-muizen werden willekeurig verdeeld in 15 groepen:5 groepen werden geïnjecteerd met gratis donepezil (vrije groep), 5 met donepezil-nanodeeltjes (nanogroep) en nog eens 5 met PS-gemodificeerde donepezil-nanodeeltjes (PS-groep) bij 0,25 mg/kg via de aderstaart. Vervolgens werd 1 uur, 3 uur en 6 uur na de injectie bloed afgenomen. Daarna werden alle dieren opgeofferd en werden de hart-, hersen-, lever- en nierweefsels verzameld en versnipperd. Vervolgens werd 0,2 g van het bovenstaande weefsel nauwkeurig gewogen en toegevoegd aan ongeveer 1 ml 0,9% NaCl-oplossing en gehomogeniseerd met een homogenisator (65 Hz, 150 s). Honderd microliter weefselhomogenaat werd nauwkeurig in een EP-buis van 1,5 ml getrokken met 0,7 ml methanol, 30 seconden gevortext om te mengen voor eiwitprecipitatie en vervolgens gecentrifugeerd bij 12.000 r·min −1 gedurende 10 min. Ten slotte werd 100 L supernatant overgebracht naar een injectiefles voor analyse.

Bepalingsmethode

HPLC werd eerst gebruikt voor onderzoek, maar de gevoeligheid was niet voldoende hoog. Daarom werden follow-up LC-MS-experimenten uitgevoerd, die een sterke specificiteit vertoonden en geen endogene stoffen die de geneesmiddelbepaling verstoren. Het LC-MS-protocol voldeed aan de richtlijnen voor de bepaling van biologische monsters. De chromatografische omstandigheden waren als volgt:mobiele fase A, water (dat 0,1% mierenzuur bevat); mobiele fase B, methanol (bevat 0,1% mierenzuur); isocratische elutie:A30%-B70%; stroomsnelheid, 0,3 ml· min −1 ; kolomtemperatuur, 35 °C; injectievolume, 10 L. De botsingsomstandigheden waren als volgt:temperatuur van de elektrospray-ionisatiebron (ESI), 150 °C; stroomsnelheid desolatiegas, 550 L·h −1 ; desolatiegastemperatuur, 500 °C. De voorwaarden voor detectie van positieve ionen waren als volgt:capillaire spanning, 3 kV; kegelspanning, 30 V; scanmodus, monitoring van meerdere reacties (MRM).

Cel-experimenten

Celcultuur en passage

PC12- en SH-SY5Y-cellen werden gekweekt in DMEM met een hoog suikergehalte, aangevuld met 10% (v/v) door warmte geïnactiveerd foetaal runderserum (FBS) en 1% (v/v) penicilline en streptomycine en vervolgens bewaard in een incubator met 5 % CO2 bij 37 °C. Cellen werden in verschillende experimenten gebruikt of gepasseerd zodra ze 80% samenvloeiing bereikten. Vóór experimenten werden PC12- en SH-SY5Y-cellen uitgezaaid op met collageen type I voorgecoate platen met de vereiste celdichtheid volgens de experimentele schaal.

Cryopreservatie van cellen

Wanneer waargenomen te groeien tot log-fase onder een microscoop, werden PC12- en SH-SY5Y-cellen ingevroren en tweemaal gewassen met PBS, getrypsiniseerd om een ​​celsuspensie te vormen en in een steriele centrifugebuis geplaatst voor centrifugerenverzameling (1000 r × min − 1 , 3 minuten). Vervolgens werd celcryopreservatie-oplossing toegevoegd en werden de cellen in een buis bewaard met de celnaam en datum gemarkeerd. De cellen werden gedurende 1 uur in een koelkast geplaatst bij 4 °C, 2 uur bij -20 °C, een nacht bij 80 °C (bevroren) en tenslotte overgebracht naar een tank met vloeibare stikstof.

MTT-methode voor het detecteren van celoverlevingspercentage

De levensvatbaarheid van de cellen werd gemeten met behulp van een MTT-reductietest. In het kort, PC12- en SH-SY5Y-cellen werden gezaaid in platen met 96 putjes (vooraf gecoat met type I collageen) met een dichtheid van 1 × 10 4 cellen/mL om cellen aan elk putje te laten hechten. Na 24 uur incubatie werden de cellen gedurende 2 uur voorgeïncubeerd met verschillende concentraties donepezil CHP-nanooplossing of gratis donepezil-oplossing. Vervolgens werd Aβ25-35 (eindconcentratie 20 μM) aan elk putje toegevoegd. De behandelde plaat met 96 putjes werd 24 uur bij 37 ° C geïncubeerd. Daarna werd MTT (50 L, 5 mg/ml) toegevoegd en 4 uur bij 37 °C met de behandelde cellen geïncubeerd. Ten slotte werd het medium voorzichtig verwijderd en werden de formazankristallen opgelost in 150 L DMSO. De absorptie werd verkregen bij 490 nm met behulp van een microplaatlezer. De levensvatbaarheid van de cellen wordt uitgedrukt als het percentage levende cellen in de behandelde groep en het percentage levende cellen in de onbehandelde controlegroep.

Bepaling van LDH-activiteit in celsupernatant

PC12- en SH-SY5Y-cellen werden uitgezaaid in kweekplaten met 96 putjes (vooraf gecoat met type I collageen) met een dichtheid van 2 × 10 5 en 3 × 10 5 cellen/ml, respectievelijk. Na 24 uur incubatie werden de cellen gedurende 2 uur voorgeïncubeerd met verschillende concentraties donepezil CHP-nanooplossing of gratis donepezil-oplossing. Vervolgens werd Aβ25-35 (eindconcentratie 20 μM) aan elk putje toegevoegd. LDH-activiteit werd gemeten volgens de instructies die door de kit werden verstrekt. In het kort werden de gekweekte cellen met medium verzameld en vervolgens gecentrifugeerd bij 3500 rpm. Het supernatant (50 L) werd gemengd met een gelijk volume reactant om de LDH-reactie te starten. De absorptie werd verkregen bij 450 nm met behulp van een microplaatlezer en de LDH-activiteit werd berekend.

AO/EB-kleuringsmethode om apoptose-morfologie waar te nemen

AO/EB fluorescerende kleurstof werd gebruikt om de kenmerken van apoptotische cellen te evalueren. PC12- en SH-SY5Y-cellen werden gezaaid in zwarte kweekplaten met 12 putjes (vooraf gecoat met type I collageen) bij dichtheden van 3 × 10 5 en 4 × 10 5 cellen/put, respectievelijk. Na 24 uur incubatie werden de cellen gedurende 2 uur voorgeïncubeerd met verschillende concentraties donepezil CHP-nanooplossing of gratis donepezil-oplossing. Vervolgens werd Aβ25-35 (eindconcentratie 20 μM) aan elk putje toegevoegd. Na de behandeling werden operaties uitgevoerd volgens de kit. Licht werd tijdens het experiment vermeden. Ten slotte werd celmorfologie waargenomen.

Rhodamine 123-kleuringsmethode voor detectie van mitochondriaal membraanpotentieel

MMP werd gemeten met behulp van rhodamine 123 (Rh123) fluorescerende kleurstof, een celdoorlatende kationische kleurstof die bij voorkeur wordt verdeeld in mitochondriën vanwege zijn zeer negatieve eigenschappen. PC12- en SH-SY5Y-cellen werden uitgezaaid in zwarte kweekplaten met 24 putjes (vooraf gecoat met type I collageen) bij dichtheden van 2 × 10 5 en 3 × 10 5 cellen/put, respectievelijk. Na 24 uur incubatie werden de cellen gedurende 2 uur voorgeïncubeerd met verschillende concentraties donepezil CHP-nanooplossing of gratis donepezil-oplossing. Vervolgens werd Aβ25-35 (eindconcentratie 20 μM) aan elk putje toegevoegd. Na de behandeling werden de cellen gewassen met PBS en 30 minuten in het donker bij 37 ° C geïncubeerd met 10 μg / ml rhodamine 123. Na incubatie werden de cellen 3 keer gewassen met PBS en werd de fluorescentie-intensiteit gemeten bij 488 nm en 510 nm met behulp van een fluorescentieplaatlezer.

Statistische verwerking en gegevensanalyse

Alle experimenten werden drie keer herhaald en de resultaten worden uitgedrukt als de gemiddelde   ±   standaarddeviatie. GraphPad Prism statistische software werd gebruikt, en one-way ANOVA, Student's t test en andere methoden werden gebruikt voor statistische analyse. P < 0,05 geeft aan dat een verschil statistisch significant is.

Resultaten

Kenmerken van nanodeeltjes

CHP aggregeert zichzelf om nanodeeltjes te vormen met hydrofobe kernen, die kunnen worden geladen met DZP. DZP-geladen CHP-nanodeeltjes (DCN's) met geneesmiddel-tot-nanomateriaalverhoudingen van 1:2, 1:5 en 1:10 werden DCN1, DCN2 en DCN3 genoemd. Volgens de resultaten van de scanning-elektronenmicroscopie vertoonden CHP-nanodeeltjes een bolvormige structuur en na DZP-lading waren de DCN's ook bolvormig, zoals weergegeven in Fig. 1. De gemiddelde grootte en zeta-potentiaal van de CHP-nanodeeltjes waren 257 ± 3,05 nm en −2,81 ±  0,27 mV, respectievelijk. Na het laden van DZP waren de gemiddelde grootten 273 ± 3,72, 260,7 ± 1,76 en 266,8 ± 4,56 nm, en de zeta-potentialen waren respectievelijk -6,20 ± 0,40, −5,75 ± 0,64 en -9,30 ± 0,39 mV voor respectievelijk DCN1, DCN2 en DCN3 , zoals weergegeven in tabel 1. De percentages van geneesmiddelinsluiting waren 42,00 ± 5,65%, 86,54 ± 1,31% en 59,71 ± 4,43%, en de percentages geneesmiddelbelading waren 12,02 ± 1,90%, 13,42 ± 2,03% en 7,40 ± 1,72%, respectievelijk.

Scanning elektronenmicroscopie beelden (a , a-CHP, b-DCN1, c-DCN2, d-DCN3), grootteverdeling (b a-CHP, b-DCN1, c-DCN2, d-DCN3) en zeta-potentiaal (c a-CHP, b-DCN1, c-DCN2, d-DCN3) van nanodeeltjes

ITC-meting

Voor DCN's vertoonde de reactie tijdens het gehele reactieproces voornamelijk een opwaartse piek (Fig. 2), en de reactie was endotherm omdat de opwaartse piek een warmteafgevende reactie aangeeft. Daarom kan PS spontaan worden geadsorbeerd op het DCN-oppervlak. De PS-affiniteit was (14,7 ± 2,76) × 10 4 M −1 , (29.8 ± 1.66) × 10 4 M −1 en (36,7 ± 3,84) × 10 4 M −1 , en de mate van PS-dekking was 2,65 ± 0,193, 2,70 ± 0,372 en 1,49 ± 0,434 voor respectievelijk DCN1, DCN2 en DCN3. Dit resultaat geeft aan dat PS met een hoge affiniteit aan het DCN-oppervlak adsorbeerde en een grotere dekking op DCN2 had. ∆H> 0 en ∆S> 0 geeft aan dat de drie deeltjes voornamelijk gebonden waren door hydrofobe interacties met PS.

Isotherme calorimetriegegevens voor PS (0,9 mM) titratie in a DCN1, b DCN2 en c DCN3 (0,02 mM) oplossingen bij 25 °C. Dekkingsgraad, affiniteit (KA) en enthalpie- en entropieveranderingen voor PS-binding met nanodeeltjes (NP's) na titratie in NP-oplossingen

Karakterisering van de drie typen nanodeeltjes

De CHP NP's en DCN's bereid door dialyse vertoonden een uniforme bolvorm (figuur 3a). Volgens de bovenstaande studie kozen we de DZP-CHP-nanodeeltjes met een verhouding tussen geneesmiddelen en nanomaterialen van 1:5 als de onderwerpen van het volgende experiment. De DZP-CHP-nanodeeltjes hadden een relatief uniforme deeltjesgrootte van 260,7 ±-1,76 nm en de dispersie-index was 0,196  ± 0,019. Hoewel de deeltjesgrootte relatief stabiel bleef na het laden van het geneesmiddel, nam deze sterk toe tot 335,2 ±   5,46 nm na PS-adsorptie. De zeta-potentiaal van de DZP-CHP-nanodeeltjes was − 0,66 ± 0,04 mV, en na coating met polysorbaat 80 daalde de zeta-potentiaal tot − 2,22 ± 0,86 mV (Fig. 3b).

Karakterisering van verschillende nanodeeltjes. een a Transmissie-elektronenmicroscopiefoto van WKK NP's, b transmissie-elektronenmicroscopie foto van DZP-CHP NP's, c transmissie-elektronenmicroscopie foto van PS-DZP-CHP NP's. B:Deeltjesgroottediagram en zeta-potentiaaldiagram van WKK-DZP NP's (voedingsverhouding 1:5) en DZP-CHP NP's gemodificeerd met polysorbaat 80 (voedingsverhouding 1:5)

In vitro geneesmiddelafgifte van nanodeeltjes

De resultaten toonden aan dat DZP-CHP NP's en PS-DZP-CHP NP's, vergeleken met gratis donepezil, 72 uur lang DZP afgaven met duidelijke gecontroleerde afgifte-effecten. De vroege snelle afgifte van met geneesmiddel beladen nanodeeltjes kan te wijten zijn aan de snelle oplossing en afgifte van geneesmiddelmoleculen, en dan kan de vertraging worden veroorzaakt door de afname van de geneesmiddelconcentratie, die alleen kan worden beïnvloed door oplossing en diffusie. De in vitro geneesmiddelafgifte van DZP-CHP NP's gecoat en ongecoat met polysorbaat 80 werd vervolgens bestudeerd. De reden voor de langzamere afgifte van PS-DZP-CHP NP's kan te wijten zijn aan de sterke adsorptie van polysorbaat 80 aan kleine hydrofobe moleculaire geneesmiddelen (Fig. 4).

In vitro geneesmiddelafgiftecurves voor DZP, DZP-CHP NP's (1:5) en PS-DZP-CHP NP's

Nanodeeltjes Brain Targeting Effect

Observatie van hersentargeting met behulp van Live Fluorescence Imaging-technologie

De hersenen van muizen die waren geïnjecteerd met gratis ICG vertoonden geen fluorescentie, maar de hersenen die waren geïnjecteerd met nanodeeltjes geëmulgeerd met PS vertoonden een sterkere fluorescentie in de hersenen dan die geïnjecteerd met niet-geëmulgeerde nanodeeltjes omdat beide nanodeeltjes de hersenen konden bereiken na injectie via de staartader (Fig. . 5a). Om dit te verifiëren, hebben we de muizen 30 minuten na intraveneuze injectie van ICG-DZP-CHP- en PS-ICG-DZP-CHP-oplossingen ontleed, alle organen verwijderd die nodig zijn voor het onderzoek en vervolgens fluorescentiebeeldvorming uitgevoerd. PS-ICG-DZP-CHP-nanodeeltjes vertoonden sterke fluorescentie in de hersenen, maar er werd geen waargenomen in andere organen (figuur 5b). Afbeeldingen toonden aan dat nanodeeltjes gemodificeerd met PS de sterkste fluorescentie in hersenweefsel vertoonden, terwijl die niet gemodificeerde zwakke fluorescentie vertoonden. Er werd geen fluorescentie waargenomen in het hersenweefsel van muizen die waren geïnjecteerd met gratis ICG (Fig. 5c).

In vivo fluorescentiebeelden nadat verschillende oplossingen via de staartader waren geïnjecteerd. een Fluorescentiebeelden van hele dieren geïnjecteerd via de staartader met 200 g / ml DZP-CHP of PS-DZP-CHP nanodeeltjes geladen met ICG als een vlek. een gratis ICG-oplossing (fluorescentie-intensiteit × 10 9 ), b ICG-DZP-CHP nanodeeltjes (fluorescentie-intensiteit × 10 7 ), c ICG-DZP-CHP nanodeeltjes gemodificeerd door PS (fluorescentie-intensiteit × 109). b Fluorescence images of various organs after injection of DZP-CHP nanoparticles modified by PS via the tail vein. c Fluorescence images of the brain after dissection. d Brain of mice injected with ICG-PS-DZP-CHP nanoparticles, e brain of mice injected with ICG-DZP-CHP nanoparticles modified with PS, f brain of mice injected with free ICG

Tissue Distribution of Nanoparticles in Mice

Donepezil was distributed in various tissues and mainly in the brain after injection of PS-DZP-CHP nanoparticles. Because it is metabolized through the kidney, the concentration of donepezil is very high in the kidney at certain times (Fig. 6a). In the brain, the concentration of free donepezil reached a peak in a very short time and then decreased rapidly. However, the concentration of donepezil nanoparticles reached a peak much more slowly and then decreased, especially nanoparticles modified with PS, which indicates a sustained-release effect with a delayed peak and prolonged retention time. Obviously, the nanoparticles improved the bioavailability of the drug (Fig. 6b).

een The concentration of donepezil in the brain, heart, liver and kidney at different times. b The concentrations of free DZP, DZP-CHP nanosolution and DZP-CHP nanosolution modified with PS in brain tissue at different times

MST Results

MST results showed that the thermal surge changed regularly with increasing ligand concentration, and the KD value was 3.63 μM, indicating that the ligand effectively binds to the target protein, which verifies that PS can bind to Apo E and is relatively stable. After surface modification with PS, CHP nanoparticles can promote adsorption of Apo E, theoretically confirming that the nanoparticles we designed can specifically target brain tissue because the nanoparticles adsorbed Apo E, which may mediate passage through the blood–brain barrier (Fig. 7).

een Raw MST data. The fluorescently labeled molecules were observed for 5 s. At this time, the infrared laser was turned on, and a small part of the capillary tube was heated to 2–5 °C. The molecules migrated along a thermal gradient, resulting in changes in fluorescence intensity. When the infrared laser is turned off, the molecules diffuse along the concentration gradient. b The binding curve is generated by the difference between the initial fluorescence intensity and the intensity in the presence of heat, and the curve conforms to the standard 1:1 binding model

Establishment of a Nerve Injury Model Induced by Aβ25–35

MTT tests were used to detect the effect of different concentrations of Aβ25-35 on the activity of PC12 and SH-SY5Y cells [Fig. 8a (i), Fig. 8b (i)], and the results showed that with increasing Aβ25–35 concentration, PC12 and SH-SY5Y cell proliferation activity gradually decreased compared with that in the normal control group. When PC12 and SH-SY5Y cells were treated with 20 μM Aβ25–35 , PC12 cell activity decreased to 49.5 ± 3.3% that observed in the control group (P  < 0.01), and SH-SY5Y cell activity decreased to 49.7 ± 0.8% (P  < 0.01). An LDH kit was used to detect the effect of different concentrations of Aβ25–35 on LDH activity in both cell supernatants. Colorimetric tests showed that activity in both supernatants increased gradually with increasing Aβ25–35 concentration. After treatment of the cells with 20 μM Aβ25–35 , PC12 cell LDH release increased to 359.3 ± 18.3% that in the control group (P  < 0.01), and SH-SY5Y cell LDH release increased to 360.0 ± 18.2% (P  < 0.01). Rhodamine 123 staining was used to detect the effect of different concentrations of Aβ25 35 on the mitochondrial membrane potential in both cell lines [Fig. 8a (ii), b (ii)]. The test showed that the mitochondrial membrane potential in both cell lines decreased gradually with increasing Aβ25 35 concentration (5, 10, 20, 40 μmol/L). Treatment of the cells with 20 μM Aβ25–35 decreased the PC12 cell mitochondrial membrane potential to 51.3 ± 1.6% that in the control group (P  < 0.01); for SH-SY5Y cells, the MMP decreased to 47.9 ± 1.7% that in the control group (P  < 0.01).

Effects of different concentrations of Aβ25–35 on injury to PC12 and SH-SY5Y cells. een , b The effect of different concentrations of Aβ25–35 on the cell survival rate, LDH activity and cell mitochondrial membrane potential in PC12 cells and SH-SY5Y cells (*P  < 0.05, ** P < 0.01 vs control group). c The effect of different concentrations of Aβ25 35 on damage to the morphology of PC12 cells:a control group, b 25 35 (5 μM) injury group, c 25 35 (10 μM) injury group, d 25 35 (20 μM) injury group, e 25 35 (40 μM) injury group. D:the effect of different concentrations of Aβ25 35 on injury to the morphology of SH-SY5Y cells:f—control group, g 25 35 (5 μM) injury group, h—Aβ25 35 (10 μM) injury group, i—Aβ25 35 (20 μM) injury group, j—Aβ25 35 (40 μM) injury group

Inverted fluorescence microscopy was used to observe morphological changes of PC12 and SH-SY5Y cells injured by different concentrations of Aβ25 35 (Fig. 8c, d). The PC12 and SH-SY5Y cells in the control group had higher density, fusiform shapes, fuller cell bodies and longer protrusions. As the concentration of Aβ25 35 increased (5, 10, 20, 40 μmol/L), the number of cells in both cell lines gradually decreased, the cell bodies shrank slightly, and the protrusions began to shrink sharply. When the concentration of Aβ25 35 was increased to 40 μmol/L, the protrusions broke significantly, most of the cells contracted sharply, their shape became irregular, and some cells detached and became suspended in the solution.

Therefore, we treated PC12 and SH-SY5Y cells with 20 μM Aβ25-35 for 24 h to establish a nerve injury model.

Neuroprotective Effect of Drug-Loaded Nanoparticles (DZP-CHP)

MTT assays were used to detect the activity of different concentrations of DZP and DZP-CHP (2.5 μM, 5 μM, 10 μM) in PC12 and SH-SY5Y cells [Fig. 9a (i), b(i)]. Tests showed that treatment of PC12 cells with 20 μM Aβ25-35 alone resulted in a significant reduction in cell viability to 48.4 ± 2.8% that in the control group (P  < 0.01). However, after pretreatment with DZP and DZP-CHP (2.5 μM, 5 μM, 10 μM) solutions, the viability of PC12 cells increased significantly. The viability of PC12 cells in the DZP-CHP group was higher than that in the DZP group (P < 0.05). Similarly, treatment of SH-SY5Y cells with 20 μM Aβ25 35 alone resulted in a significant reduction in cell viability to 48.5 ± 4.0% that in the control group (P  < 0.01), while after pretreatment with DZP and DZP-CHP solution (2.5 μM, 5 μM, 10 μM, respectively), the viability of SH-SY5Y cells increased significantly. The viability of SH-SY5Y cells in the DZP-CHP group was higher than that in the DZP group (P < 0.05).

Effect of DZP-CHP on Aβ25-35-injured PC12 and SH-SY5Y cells. een and b The effects of DZP-CHP on the cell survival rate, LDH activity, and mitochondrial membrane potential of PC12 and SH-SY5Y cells injured by Aβ25-35 (#P  < 0.05, ## P  < 0.01 vs Aβ25-35 group; ▲ P < 0.05 vs DZP group). c The effect of DZP-CHP on the apoptosis morphology of PC12 cells injured by Aβ25-35; a—control group, b—Aβ25-35 injury group, c—DZP (5 µM), d—DZP -CHP (5 µM), e—DZP (10 µM), f—DZP-CHP (10 µM). D:the effect of DZP-CHP on the apoptosis morphology of SH-SY5Y cells injured by Aβ25-35; g—control group, h—Aβ25-35 injury group, i—DZP (5 µM), j—DZP-CHP (5 µM), k—DZP (10 µM), l—DZP-CHP (10 µM). E:red/green fluorescence ratio

LDH kits were used to detect the effects of different concentrations of DZP and DZP-CHP (5 μM and 10 μM) on the release of LDH from PC12 and SH-SY5Y cells into the culture medium [Fig. 9a (ii), b (ii)]. Colorimetric measurements showed that the release of LDH from PC12 cells that were exposed to 20 μM Aβ25-35 alone increased significantly by 355.1 ± 16.6% (P  < 0.01). In the presence of DZP and DZP-CHP (5 μM and 10 μM), LDH release from PC12 cells dropped significantly. The effect in the DZP-CHP group was higher than that in the DZP group (P  < 0.01). Similarly, the release of LDH from SH-SY5Y cells exposed to 20 μM Aβ25-35 increased significantly to 357.8 ± 12.5% (P  < 0.01). However, after pretreatment with DZP and DZP-CHP (5 μM and 10 μM), LDH release from SH-SY5Y cells decreased significantly. The effect in the DZP-CHP group was higher than that in the DZP group (P < 0.05).

According to previous reports, depolarization of the MMP leads to loss of Rh123 from mitochondria, which in turn leads to a decline in intracellular fluorescence. Therefore, to characterize changes in the mitochondrial membrane potential in PC12 and SH-SY5Y cells treated with Aβ25-35, DZP, and DZP-CHP (5 μM, 10 μM), rhodamine 123 was used for detection [Fig. 9a (iii), b (iii)]. The results showed that the fluorescence intensity of rhodamine 123 decreased significantly to 44.3 ± 3.8% (P  < 0.01) after incubation of PC12 cells with 20 μM Aβ25-35 for 24 h. However, pretreatment with DZP and DZP-CHP (5 μM, 10 μM) solutions resulted in a significant increase in fluorescence intensity in a dose-dependent manner, and the effect in the DZP-CHP group was higher than that in the DZP group (P < 0.05). Similarly, after treatment of SH-SY5Y cells with 20 μM Aβ25-35 for 24 h, the fluorescence intensity of rhodamine 123 significantly decreased to 42.5 ± 4.6% (P  < 0.01). However, after pretreatment with DZP and DZP-CHP (5 μM, 10 μM), the fluorescence intensity increased significantly, and the effect in the DZP-CHP group was higher than that in the DZP group.

An AO-EB double staining kit was used to detect morphological changes of PC12 and SH-SY5Y cells treated with different concentrations of DZP and DZP-CHP (5 μM and 10 μM) (Fig. 9c, d). After AO-EB double staining, the nuclei of living cells presented green fluorescence under a fluorescence, and the fluorescence of apoptotic cells was orange-red; the higher the degree of apoptosis is, the brighter the fluorescence. Compared with the untreated control group, PC12 and SH-SY5Y cells treated with Aβ25-35 alone showed typical apoptotic characteristics, such as highly condensed and broken nuclei and obvious cell injury. However, pretreatment with DZP and DZP-CHP solution (5 μM and 10 μM) significantly inhibited cell damage and improved cell morphology.

Discussion

Although nanoparticles have been shown to be an effective delivery medium for nervous system diseases, the complexity of their structure and performance makes it challenging to detect and evaluate their physical–chemical properties and biological safety [34,35,36]. Therefore, after nanodrugs are designed, experiments to verify the safety and effectiveness of the nanomaterials at the cell and animal levels are extremely necessary. In the early laboratory stage, PS-DZP-CHP nanoparticles were successfully synthesized, and the optimal dosing ratio of the drug to CHP was set at 1:5. Due to the stable adsorption of PS to apolipoproteins ApoB and ApoE, brain targeting of nanoparticles can be achieved by permeation through the BBB [37]. The expected goal is that nanoparticles begin to decompose after reaching the brain; DZP is released and increases the concentration of cholinesterase; CHP reduces Aβ protein deposition and improves the brain environment; and administration frequency decreases because of the sustained release from nanoparticles [38,39,40,41].

Therefore, this study conducted an in vitro drug release test to assess the sustained release effect of nanoparticles. Compared with free DZP, nanoparticles achieved local sustained release in the brain, and PS can adsorb plasma proteins and reduce the loss of nanoparticles and prolong the release time to achieve a long cycle. After injection of ICG-labeled DZP-CHP and PS-DZP-CHP nanoparticles into rats, emulsified nanoparticles showed stronger fluorescence in the brain than those not emulsified with Tween 80. After organ biopsy, fluorescence imaging of various organs revealed that only the brain presented strong fluorescence, while other organs did not, indicating that nanoparticles did not release the drug until they reached the brain, which met the expected goal. In addition, nanoparticles modified with polysorbate 80 adsorbed ApoE to the surface and simulated low-density lipoprotein to bind to lipoprotein receptors on the surface of endothelial cells and enter the brain through LDLR induction [42, 43]. Moreover, the mechanisms by which nanoparticles regulate the tight junctions between endothelial cells and the inhibition of P-glycoprotein may produce a synergistic effect on their transcellular transport into the brain parenchyma [44]. However, since polysorbate 80 is prone to produce toxic substances, which cause untoward reactions, such as hypotension, dyspnea and shock, the dosage should be strictly controlled [45, 46]. Although a large number of nanodrugs have been developed for treatment of CNS diseases, most have shown poor effects [4]. In this study, we built a brain model of AD patients to evaluate the protective effect of nanoparticles on the brain. Because the toxicity of the Aβ protein to nerve cells varies with the concentration, it is better to screen an appropriate concentration to better simulate the brain environment of AD patients. The model was treated with DZP and DZP-CHP nanosolutions in advance to investigate the protective effect of DZP-CHP against PC12 and SH-SY5Y cell damage induced by Aβ25-35. The results showed that both solutions improved the cell proliferation activity caused by Aβ25-35, LDH release declined, and the mitochondrial potential rose. The inhibitory effect of the DZP-CHP nanosolution on cell damage induced by Aβ25-35 was significantly better than that of free DZP solution, and a concentration of 10 M DZP-CHP nanosolution proved to be the best, which may be due to the optimal drug concentration approach.

Basically, this study deduced the activity process of nanoparticles in vivo , verifying that PS-DZP-CHP nanoparticles have strong brain targeting, a good sustained release effect and a good AD therapeutic effect, thus demonstrating that they are clinically promising nanodrugs. The difficulty of treating the brain with medication has always been a major problem for researchers. The BBB leads to difficulty in curing CNS diseases, such as Parkinson's disease, brain tumors and brain stroke [47]. PS-DZP-CHP nanoparticles can effectively pass the BBB without destroying it, and DZP can be replaced as a model drug. Loading other drugs with high fat solubility and poor dissolution in vivo into the hydrophobic center of the NPs can not only increase brain targeting but also improve the water solubility of the drug. In addition, the design of CHP nanoparticle solutions is simple, and the drug dosage of the hydrophobic center can be flexibly controlled to ensure the best therapeutic effect while minimizing cytotoxicity [48, 49]. In future work, we will conduct in vivo research on DZP-CHP nanoparticles, such as evaluation of drug metabolism and side effects. These studies supplied a new strategy for brain drug delivery, and it is advantageous to clinical application of nanodrug with AD treatment.

Conclusion

DZP-CHP nanoparticles showed an optimal drug to nanomaterials dosing ratio of 1:5, which led to higher PS coverage and drug loading. DZP-CHP nanoparticles with PS adsorption exhibited slow release and significant brain targeting. Nanoparticle surface modification with PS can promote adsorption of Apo E and thus is vital for brain targeting. DZP-CHP nanoparticles had a protective effect on neurotoxicity and were superior to free donepezil.

Beschikbaarheid van gegevens en materialen

Niet van toepassing.


Nanomaterialen

  1. IBM-wetenschappers demonstreren als eerste Brownian Motors voor nanodeeltjes
  2. Gouden nanodeeltjes voor chemosensoren
  3. Multifunctionele gouden nanodeeltjes voor verbeterde diagnostische en therapeutische toepassingen:een overzicht
  4. Nanodeeltjes voor kankertherapie:huidige vooruitgang en uitdagingen
  5. Zebravis:een veelbelovend real-time modelsysteem voor door nanotechnologie gemedieerde neurospecifieke medicijnafgifte
  6. Hersengerichte polysorbaat 80-geëmulgeerde Donepezil geneesmiddelgeladen nanodeeltjes voor neuroprotectie
  7. Elektrospun polymeer nanovezels versierd met edele metalen nanodeeltjes voor chemische detectie
  8. Samengestelde membranen met nanodeeltjes van anorganische ionenwisselaars voor elektrodialytische ontzilting van glycerol
  9. Nieuwe biocompatibele Au Nanostars@PEG-nanodeeltjes voor in vivo CT-beeldvorming en eigenschappen voor nierklaring
  10. Silica-nanodeeltjes voor intracellulaire eiwitafgifte:een nieuwe synthesebenadering met behulp van groene fluorescerende eiwitten
  11. Computersimulaties voor neurodegeneratieve ziekten