Nieuwe biocompatibele Au Nanostars@PEG-nanodeeltjes voor in vivo CT-beeldvorming en eigenschappen voor nierklaring
Abstract
Nanoprobes worden snel potentieel transformatieve hulpmiddelen voor ziektediagnostiek voor een breed scala aan in vivo computertomografie (CT) beeldvorming. Vergeleken met conventionele contrastmiddelen op moleculaire schaal, beloven nanodeeltjes (NP's) verbeterde mogelijkheden voor in vivo detectie. In deze studie werden nieuwe polyethyleenglycol (PEG)-gefunctionaliseerde Au-nanodeeltjes met stervorm (AuNS@PEG) met een sterke röntgenmassaabsorptiecoëfficiënt gesynthetiseerd als contrastmiddelen voor CT-beeldvorming. Experimentele resultaten toonden aan dat AuNS@PEG-nanodeeltjes goed geconstrueerd zijn met ultrakleine afmetingen, effectieve metaboliseerbaarheid, hoge computertomografiewaarde en uitstekende biocompatibiliteit. In vivo beeldvorming toonde ook aan dat de verkregen AuNS@PEG-nanodeeltjes efficiënt kunnen worden gebruikt in CT-versterkte beeldvorming. Daarom kan het gesynthetiseerde contrastmiddel AuNS@PEG-nanodeeltjes als een grote potentiële kandidaat op grote schaal worden gebruikt voor CT-beeldvorming.
Achtergrond
Het afgelopen decennium is getuige geweest van de snelle ontwikkeling van nanodeeltjes in nanobiotechnologie, vanwege hun diverse samenstellende materialen en grote oppervlakte [1, 2]. Onder deze nanodeeltjes heeft Au een brede toepassing als zijn uitstekende biocompatibiliteit en affiniteit in het biomedische veld [3, 4]. In de afgelopen jaren worden Au-nanodeeltjes veel gebruikt in CT-beeldvorming, vanwege het grotere atoomnummer, edelmetaal en chemische inertie, evenals niet gemakkelijk om eiwitten in het lichaam te laten reageren [5,6,7].
CT-beeldvorming is een niet-invasief klinisch diagnostisch hulpmiddel door verschillende dichtheid en dikte van verschillende weefsels of organen van de röntgengeneratorverzwakking in verschillende mate, om verschillende weefsel- of orgaandistributie van grijsschaalbeeldcontrast te vormen, en dus naar de relatieve positie van de laesie en de grootte van de vormverandering [8,9,10,11]. Momenteel bevat de klinische toepassing van CT-contrastmiddelen voornamelijk een jodiumverbinding die een klein molecuul is, waaronder organisch jodium en anorganische jodiumverbindingen met kleine moleculen, zoals diaztrizoaat (diatrizoëzuur (DTA)) en iohexol (Omnipaque) [12]. Het kleinmoleculair op jodium gebaseerde contrastmiddel dat de effecten van jodiumbevattende verbindingen verwijdert, heeft echter slechts een zeer korte beeldvormingstijd nodig en het heeft geen lage niertoxiciteit [13, 14]. In de klinische praktijk is een verslechtering van de nierfunctie een complicatie van gejodeerde radiocontrastmiddelen [15]. Daarom levert de ontwikkeling van nanomaterialen nieuwe ideeën en methoden op om deze problemen op te lossen. Recente studies hebben ook bevestigd dat op nanodeeltjes gebaseerde CT-contrastmiddelen de beeldvormingstijd effectief kunnen verlengen, de niertoxiciteit kunnen verzwakken en een betere röntgenstralingsverzwakking kunnen hebben dan op jodium gebaseerde contrastmiddelen, zoals gouden nanodeeltjes en nanozilverdeeltjes die worden gebruikt als CT-contrastmiddelen hebben de aandacht van onderzoekers getrokken [16,17,18]. Dendrimer nano-platform, niet alleen als gemodificeerd klein molecuul van gejodeerde contrastmedia, maar ook als een sjabloonpakket en stabiliteit van verschillende anorganische nanodeeltjes, verbetert de bloedcirculatietijd van het contrastmiddel, waardoor het beter is voor CT-beeldvorming [19].
In deze studie hebben we de PEG-gefunctionaliseerde Au nanostar-nanodeeltjes (AuNS@PEG) voorbereid; vanwege het grotere oppervlak in vergelijking met normale Au-nanodeeltjes van dezelfde grootte, zou Au nanostar de CT-beeldvorming aanzienlijk kunnen verbeteren. Na gefunctionaliseerd met PEG, zouden Au nanostar-nanodeeltjes de biocompatibele en renale klaringseigenschappen kunnen verbeteren. Verschillende methoden, waaronder TEM, EDX, XPS, MTT en flowcytometrie, werden gebruikt om de karakters en biocompatibiliteit van AuNS@PEG-nanodeeltjes te bepalen. Bovendien waren histologische analyse en hematologische studies gebruikt voor tests over de toxiciteit van AuNS@PEG-nanodeeltjes in vivo, en de resultaten bevestigden de mooie biocompatibele AuNS@PEG-nanodeeltjes. Bovendien vertoonden in vitro en in vivo CT-beeldvormingsexperimenten ook de uitstekende CT-beeldvormingsmogelijkheden van AuNS@PEG-nanodeeltjes. Al deze resultaten onthulden dat het gesynthetiseerde contrastmiddel AuNS@PEG-nanodeeltjes als een grote potentiële kandidaat op grote schaal zou kunnen worden gebruikt voor CT-beeldvorming en goede nierklaringseigenschappen had.
Methoden
Alle experimentele protocollen, inclusief alle relevante details, zijn goedgekeurd door de Regionale Ethische Commissie, Jinzhou Medical University, provincie Liaoning, China.
Materialen en instrumenten
Alle chemicaliën zijn gekocht bij Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) en direct gebruikt, tenzij anders vermeld.
Gesynthetiseerde nanodeeltjes werden gekarakteriseerd door transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) en energiedispersieve röntgenanalyse (EDX) met behulp van 200 kV versnellingsspanning (Tecnai G2 Twin, FEI, Hillsboro, OR). Het TEM-monster werd bereid door verdunde nanodeeltjesoplossingen op een met formvar / koolstof gecoat koperen rooster te drogen. De monsters werden bereid door een druppel van een verdunde colloïdale oplossing op een koolstofrooster te deponeren en de vloeistof bij kamertemperatuur aan de lucht te laten drogen. UV-vis adsorptiespectra werden opgenomen op een Shimadzu UV-2450 UV/Vis/NIR-spectrofotometer. Dynamische lichtverstrooiing (DLS)-meting werd uitgevoerd op een Malvern Zetasizer NANO ZS bij 25°C.
Synthese van Au Nanostars/PEG (AuNS@PEG) nanodeeltjes
Au nanostars (Au NS) werden gesynthetiseerd via zaadgemedieerde groeimethode volgens een eerder rapport [20,21,22] met enkele kleine aanpassingen. Au-zaden die werden gevormd met een diameter van 10 nm werden typisch gesynthetiseerd door de chemische reductie van HAuCl4 volgens vorig rapport [23]; 6 ml HAuCl4 oplossing (w /v 1%) werd toegevoegd aan 140 ml ultrapuur water en onder roeren tot koken verhit. Vervolgens werd 0,75 ml oleylamine snel geïnjecteerd en het resulterende mengsel werd nog 2 uur gekookt. Het Au-colloïde werd van nature afgekoeld tot kamertemperatuur; 60 ml cyclohexaan werd aan het colloïde toegevoegd en de oplossing werd nog 1 uur magnetisch geroerd. Vervolgens werd 1,5 ml NaOH (4 M) in het mengsel geïnjecteerd terwijl nog 30 min krachtig werd geroerd. Het mengsel werd hiërarchisch overgelaten. Het Au-nanozaad in de bovenste laag werd neergeslagen door toevoeging van ethanol. De precipitaten werden afwisselend nog een keer gezuiverd met ethanol en water en gedispergeerd in water.
Au-nanosterren met een diameter van ongeveer 50 nm werden gesynthetiseerd volgens eerder werk door AgNO3 snel en gelijktijdig te mengen (1 ml, 3 mM) en ascorbinezuur (500 μl, 0,1 M) met 100 ml van een oplossing die 0,25 mM HAuCl4 bevat , 1 mM HCl en 1,5 ml van de gouden nanosfeerzaden. Vervolgens werd het gethioleerde polyethyleenglycol (PEG, 6 kDa) polymeer in grote overmaat toegevoegd om het oppervlak van de nanodeeltjes te passiveren. De mengseloplossing werd 24 uur continu geroerd, waarna de verkregen AuNS@PEG-nanodeeltjes werden verzameld door middel van 3 cycli van centrifugeren/herdispergeren in water. De gevormde AuNS@PEG-nanodeeltjes werden opnieuw in water gedispergeerd voor verder gebruik.
Celcultuur en AuNS@PEG-nanodeeltjesblootstelling
Neuroglia-cellen werden verzameld uit weefsels van het ruggenmerg van ratten. De cellen werden gekweekt in Dulbecco's gemodificeerd Eagle's medium (DMEM) (Gibco, VS) aangevuld met 10% foetaal runderserum, 100 E per ml penicilline en 100 μg per ml streptomycine bij 37 ° C in een bevochtigde incubator met 5% CO2 . Cellen werden gezaaid in kweekplaten gevolgd door blootstelling aan AuNS@PEG-nanodeeltjes gedurende 2 uur bij bepaalde concentraties (50, 100, 200, 500 en 1000 ppm). DMEM zonder AuNS@PEG-nanodeeltjes werd als controlegroep gebruikt.
Dieren en behandeling
Dit werk werd uitgevoerd in strikte overeenstemming met de aanbevelingen in de Gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren van de National Institutes of Health. Het protocol is goedgekeurd door het Comité voor de ethiek van dierproeven van de Jinzhou Medical University (vergunningsnummer:LMU-2013-368), China. Mannelijke Sprague Dawley-ratten (180-200 g) werden gekocht bij Animal Center van de Jinzhou Medical University (licentienummer:SCXK 2009-0004). Alle ratten werden gevoerd in een kamer met temperatuurregeling (25,0 ± 0,2 °C) in een specifiek pathogeenvrij laboratorium, met een licht/donker-fotoperiode van 12 uur/12 uur en een vochtigheid van 50%. De ratten kregen vrije toegang tot voedsel en water.
Humane eindpunten worden gekozen om de pijn of het leed van de proefdieren te minimaliseren of te beëindigen door middel van euthanasie, inclusief inhalatiemiddelen, niet-inhalerende farmaceutische middelen en fysieke methoden, in plaats van te wachten op hun dood als eindpunt. In dit werk werden ratten in twee groepen verdeeld:(1) controle:ratten werden verdoofd door intraperitoneale injectie van chloraalhydraatoplossing (10 gew.%) en vervolgens werd 800 μL fosfaatgebufferde zoutoplossing via de staartader geïnjecteerd. (2) Test:ratten werden verdoofd door intraperitoneale injectie van een chloraalhydraatoplossing (10 gew.%) en vervolgens werd 800 μL AuNS@PEG-nanodeeltjesoplossing (200 μg/ml) via de staartader geïnjecteerd. Voor de H&E-studie werden de ratten opgeofferd door cervicale dislocatie zonder voorafgaande anesthesie, en hun hart, lever, nieren, milt en darmen werden onmiddellijk ontleed, bewaard bij -80 ° C en snel ingevroren in isopentaan op droog ijs tot verder verwerkt.
Cell Viability Assay
Neurogliacellen in de logaritmische fase werden uitgezaaid op een plaat met 96 putjes bij 1 × 10 4 cellen per putje in 100 μl celsuspensie. Met fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS) werd aan de omringende putjes toegevoegd. De plaat werd geïncubeerd bij 37 ° C en 5% CO2 gedurende 24 uur om de cellen te laten hechten. De cellen werden vervolgens toegewezen aan vier groepen:cellen in de controlegroep werden geïncubeerd in DMEM dat 10% foetaal runderserum bevat; in de AuNS@PEG-nanodeeltjesgroep werden 0, 25, 50, 100, 200, 500 of 1000 ppm AuNS@PEG-nanodeeltjes aan het kweekmedium toegevoegd; cellen werden 24 uur later waargenomen onder een omgekeerde fasecontrastmicroscoop (Leica, Heidelberger, Duitsland). Vervolgens werd gedurende 4 uur 20 μl MTT (Sigma, St. Louis, MO, VS) aan elk putje toegevoegd. Het medium werd verwijderd en de cellen werden 10 minuten bij 37 ° C geïncubeerd met 150 μl dimethylsulfoxide. Optische dichtheidswaarden (OD) werden gemeten bij 490 nm met een microplaatlezer (Bio-Rad, Hercules, CA, VS).
Flowcytometrie
Cellen werden 24 uur in platen met 6 putjes geïncubeerd, vervolgens gegroepeerd en behandeld zoals hierboven beschreven. Er werd een eencellige suspensie gemaakt met trypsine en gecentrifugeerd bij 300g gedurende 3 min. Na verwijdering van het supernatant werden de cellen tweemaal gewassen met voorgekoelde PBS en gedurende 10 minuten gecentrifugeerd in 1 ml annexine V (Tianjin Sungene Biotech Co, Ltd., Tianjin, China). Cellen werden aangepast tot 10 5 /ml. Celsuspensie werd gecentrifugeerd en driemaal gewassen met PBS. Monsters (100 l) werden toegevoegd aan Eppendorf-buizen met 5 μl annexine V-APC (Tianjin Sungene Biotech Co., Ltd.) en 7-AAD (Tianjin Sungene Biotech Co, Ltd.) en gemengd. Het volume werd met PBS op 500 l gebracht en de buisjes werden gedurende 15 minuten in het donker bij kamertemperatuur geïncubeerd. Apoptose werd gekwantificeerd door flowcytometrie (BD FACSCanto II, BD Becton Dickinson, San Jose, CA, VS). De snelheid van celapoptose werd als volgt berekend:aantal apoptotische cellen/totaal aantal cellen × 100%.
CT-beeldvorming
CT-beeldvorming werd verkregen met behulp van 128-rij 64-slices spiraalvormige CT geproduceerd door General Electric Company (GE). Beeldvormingsparameters waren als volgt:plakdikte is 0,625; medium zijn naakte muizen; buisenergie, kvp, is 120 A en 100 mA; CTDIVOL is 6,53 mGy; en straal is 4,8 cm. Alle dieren werden gescand in de craniale naar caudale richting van de lage borst tot het bekken. CT-gegevens werden geanalyseerd door middel van beelden en nabehandeling.
Histologische analyse
De organen werden verwijderd en gefixeerd in 4% paraformaldehyde, vervolgens eenmaal per 2 dagen met 30% paraformaldehyde-sucrose-oplossing, in plakjes gesneden en gekleurd met hematoxyline en eosine (H &E) voor histologisch onderzoek met behulp van standaardtechnieken. De coupes werden onderzocht onder een omgekeerde fasecontrastmicroscoop.
Beoordeling van de nierfunctie
Biochemische analysator (Jinzhou medische universiteit) werden gebruikt om BUN, Crea, β2 te evalueren -MG en CO2 in het bloed. De nierfunctie werd geëvalueerd door de veranderingen van de serumspiegels van BUN, Crea, β2 -MG en CO2 voor en na injectie van AuNS@PEG nanodeeltjes op rat.
Statistische analyse
Gegevens werden uitgedrukt als het gemiddelde ± SD en werden geanalyseerd met GraphPad Prism 5.0-software (GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, VS) en SPSS. Groepen werden vergeleken met behulp van eenrichtingsanalyse van variantie en de minst significante verschiltest. P < 0,05 werd als statistisch significant beschouwd.
Resultaten en discussie
Synthese en karakterisering van de AuNS@PEG-nanodeeltjes
Nanomaterialen komen het menselijk lichaam binnen en spelen de rol van detectie. De fysische en chemische eigenschappen van de nanodeeltjes worden eerst overwogen voordat ze in de bloedsomloop terechtkomen [24, 25]. Zoals we weten, zijn er twee sleutelfactoren bij de ontwikkeling van hoogwaardige nanosondes voor in vivo CT-beeldvorming en nierklaringseigenschappen. Een daarvan is verdere oppervlaktefunctionalisering; de andere is de maatcontrole.
Een grootschalig transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) -beeld (Fig. 1a) werd gebruikt om de structuur van AuNS@PEG-nanodeeltjes te bevestigen, waaruit duidelijk bleek dat de sterstructuur AuNS@PEG-nanodeeltjes werd voorbereid, en deze nanodeeltjes hadden de ideale afmetingen rond 50 nm met hoge uniformiteit. Vervolgens bewijzen de elementen van Au die worden gevonden in het energiedispersieve röntgenstralen (EDX) -spectrum van AuNS @ PEG-nanodeeltjes ook de bereiding van Au nanostar (figuur 1c). Bovendien werd de samenstelling op het oppervlak van de AuNS@PEG-nanodeeltjes verder gekarakteriseerd door XPS-spectra, en de Au4f, C1s en O1s afgeleid van Au nanostars en PEG werden duidelijk getoond in figuur 1b, die ook de vorming van AuNS bevestigen. @PEG nanodeeltjes.
Transmissie-elektronenmicrofoto's van AuNS@PEG-nanodeeltjes (a ), XPS (b ), en EDX (c ) van de AuNS@PEG nanodeeltjes
De bovenstaande kenmerken demonstreerden de succesvolle synthese van AuNS@PEG-nanodeeltjes.
CT Waarde van de AuNS@PEG-nanodeeltjes
Au-nanodeeltjes zijn op grote schaal gebruikt als CT-contrastmiddelen vanwege hun betere röntgenverzwakkingseigenschap dan conventionele op jodium gebaseerde CT-contrastmiddelen met kleine moleculen. Jodium (Z = 53) is van oudsher het atoom van de eerste keuze op het gebied van CT-beeldvorming. Om de haalbaarheid van AuNS@PEG-nanodeeltjes voor röntgencomputertomografiebeeldvorming te beoordelen, hebben we de CT-waarden gemeten (Hounsfield-eenheden, HU). Figuur 2a laat zien dat de AuNS@PEG-nanodeeltjes een hogere CT-waarde hebben in vergelijking met het jodium en DI-water bij dezelfde concentratie. Toen de AuNS@PEG-nanodeeltjesconcentratie toenam, nam de CT-beeldintensiteit ook continu toe met helderdere beelden. Door de CT-waarde (in HU) van de AuNS@PEG uit te zetten als functie van de concentratie (Fig. 2b), konden we een lineaire verzwakking van de CT-waarde van AuNS@PEG-nanodeeltjes met de verschillende concentraties zien. Deze resultaten laten zien dat AuNS@PEG-nanodeeltjes ideale kandidaten zijn voor een positieve CT-beeldvormende nanosonde.
De röntgenverzwakkingsintensiteit van de AuNS@PEG-nanodeeltjes als functie van de Au-concentratie (a ) en CT-beeld van de AuNS@PEG-nanodeeltjes onder verschillende concentraties (respectievelijk joodhydrine, 1000, 500, 250, 125, 62,5, 31,75, 15,625 en 7,8125 ppm) (b )
Cytotoxiciteitstest
Het was cruciaal om de biocompatibiliteit van AuNS@PEG-nanodeeltjes in vitro te onderzoeken voordat het werd gebruikt in CT-beeldvorming in vivo als contrastmiddel. MTT-assay werd uitgevoerd om hun cytotoxiciteit op neurogliacellen te evalueren. Na incubatie met AuNS@PEG-nanodeeltjes in verschillende concentraties (respectievelijk 25, 50, 100, 200, 500 en 1000 ppm) gedurende 24 uur, werd een MTT-levensvatbaarheidstest van neurogliacellen uitgevoerd. Men kon zien dat de levensvatbaarheid van de cellen na behandeling met AuNS@PEG-nanodeeltjes in het bestudeerde concentratiebereik vrij gelijkaardig is aan de controle, die duidelijk aangaf dat de gevormde AuNS@PEG-nanodeeltjes een goede cytocompatibiliteit hebben bij een concentratie tot 200 ppm . Zelfs bij een relatief hoge dosis nanodeeltjes (1000 ppm) bleef de levensvatbaarheid van de cellen boven de 90% (Fig. 3a).
Cellevensvatbaarheid van neuroglia gedurende 24 uur geïncubeerd met verschillende concentraties AuNS@PEG-nanodeeltjes (a ); de apoptose van cellen geïnduceerd door AuNS@PEG-nanodeeltjes wordt aangetoond door flowcytometrie:controle (bi ), 25 ppm (ii ), 50 ppm (iii ), 100 ppm (iv ), 200 ppm (v ), 500 ppm (vi ), en 1000 ppm (vii )
De cytocompatibiliteit van de AuNS@PEG-nanodeeltjes werd verder bevestigd door flowcytometrische analyse van de cellen behandeld met de AuNS@PEG-nanodeeltjes in verschillende concentraties gedurende 2 uur. In de flowcytometrische analyse werden cellen gekleurd met annexine V-APC en 7-AAD na behandeling met PBS en AuNS@PEG-nanodeeltjes. Neuroglia-cellen behandeld met PBS zonder kleuring werden als controle gebruikt (figuur 3bi). Er kon worden gezien dat cellen die werden behandeld met de AuNS@PEG-nanodeeltjes in concentraties van respectievelijk 25, 50, 100, 200, 500 en 1000 ppm (Fig. 3bi-vii). Samen met de resultaten van de MTT-assay toonden onze resultaten aan dat de AuNS@PEG-nanodeeltjes goed cytocompatibel zijn en dat er geen duidelijke verandering in de cellulaire morfologie was na behandeling met de AuNS@PEG-nanodeeltjes, wat overeenkwam met de MTT-gegevens.
In vivo CT-beeldvorming en biodistributie
Aangemoedigd door hun hoge CT-contrastprestaties in het in vitro-experiment, hebben we de haalbaarheid van AuNS@PEG-nanodeeltjes als een CT-contrastmiddel in vivo verder bevestigd. AuNS@PEG-nanodeeltjes (200 ppm) werden intraveneus in de staartaders van de rat geïnjecteerd. Een dergelijke dosis van de AuNS@PEG-nanodeeltjes werd gekozen vanwege de lage toxiciteit en het apoptosepercentage van MTT en flowcytometrie en de hoge gevoeligheid van CT. De CT-beeldvorming van de belangrijke orgaanregio's werd geregistreerd vóór injectie van de staartader en op verschillende tijdstippen na injectie van de staartader (Fig. 4). Onze studie heeft tot doel de capaciteit van CT-beeldvorming en renale klaring te testen. Dus we benadrukken de verandering van het orgaan van nier en blaas in de CT-beeldvorming. Figuur 4a is het CT-beeld van de rattennier vóór injectie. In vergelijking met pre-injectie is de beeldvorming van de nieren sterk verbeterd van 0,5 tot 2 uur (Fig. 4b-d). De tijdsafhankelijke verdeling van de AuNS@PEG-nanodeeltjes in de rat werd ook gevolgd door de CT-signaalwaarde na intraveneuze injectie. De beeldvorming van de nieren en de blaas was sterk verbeterd van 0,5 tot 2 uur, en de HU-waarde ervan steeg van 95 tot 464 en van 105 tot 664. Na 6 uur na injectie nam de CT-contrastintensiteit in de nier van de rat duidelijk af in de tijd ( Afb. 4e). Na 24 uur na injectie is CT-beeldvorming van het blaasorgaan volledig duidelijk, wat de uitstekende nierklaringseigenschappen van AuNS@PEG-nanodeeltjes laat zien (figuur 4f). Vanwege hun optimale deeltjesgrootte en oppervlaktefunctionalisering kan de eliminatie van AuNS@PEG-nanodeeltjes uit het bloed tijdens de circulatie zo traag zijn. Daarom geven deze resultaten aan dat de als voorbereide AuNS@PEG-nanodeeltjes een unieke en veelbelovende nanosonde kunnen zijn om de real-time CT-beeldvorming in vivo te bieden. Dit is gunstig voor toekomstige klinische toepassingen omdat de contrastmiddelen aan patiënten in het ziekenhuis kunnen worden toegediend.
CT-beelden van rat vóór injectie (a ) en op verschillende tijdstippen (0,5, 1, 2, 6 en 24 h) (b –f ) na intraveneuze injectie van AuNS@PEG-nanodeeltjes (200 ppm)
H&E-kleuring
Histologische veranderingen in de organen van de muizen werden uitgevoerd na 24 uur na injectie van AuNS@PEG-nanodeeltjes, en de resultaten werden getoond in Fig. 5. We kunnen zien dat er geen duidelijke verandering in de histologie van de belangrijkste organen werd waargenomen, en het belangrijkste is dat er geen resterende AuNS@PEG-nanodeeltjes in deze organen achterblijven. Op basis van de bovenstaande resultaten vertoonden de AuNS@PEG-nanodeeltjes een goede biocompatibiliteit en geen duidelijke in vivo toxiciteit, wat het belooft als een nieuw contrastmiddel voor CT-beeldvorming voor toepassing in de biologische geneeskunde.
Weefselcoupes gekleurd met H&E:a hart, b lever, c milt, d long, e nier, en f darm. De schaalbalken vertegenwoordigen 100 mm
Nierfunctieonderzoek van AuNS@PEG-nanodeeltjes
Om de in vivo toxiciteit van AuNS@PEG-nanodeeltjes verder te evalueren, zijn de parameters van BUN, Crea, β2 -MG en CO2 werden gemeten voor onderzoeken naar de nierfunctie; we analyseerden het serum. Deze waarden kunnen beoordelen of de nierfunctie van de rat goed is of niet. De waarden van BUN kunnen de urinefunctie van de rat beoordelen. De veranderende waarde van Crea vertegenwoordigt de verschillende ziekten in het lichaam van de rat. De β2 -MG-concentratie is voornamelijk gerelateerd aan de niertubulaire functie. En de waarde van CO2 kan de verzuringsfunctie van de niertubuli evalueren. Rat kreeg AuNS@PEG-nanodeeltjes in een concentratie van 200 ppm. Het niveau van deze resultaten werd 24 uur na injectie onderzocht en er was geen verschil tussen voor en na injectie van AuNS@PEG-nanodeeltjes bij ratten (tabel 1).
Conclusies
Samenvattend hebben we eenvoudige AuNS@PEG-nanodeeltjes ontwikkeld voor toepassingen in CT-beeldvorming. De gevormde AuNS@PEG-nanodeeltjes hebben ultrakleine afmetingen, lage toxiciteit, goede dispergeerbaarheid in water, hemocompatibiliteit en cytocompatibiliteit in het gegeven concentratiebereik. De CT-waarden laten zien dat de AuNS@PEG-nanodeeltjes een goede heldere beeldvorming hebben. Resultaten van in vitro-beeldvorming geven aan dat de AuNS@PEG-nanodeeltjes sterke röntgenverzwakkingseigenschappen hebben als een nieuw contrastmiddel voor CT-beeldvormingstoepassingen, wat ook werd aangetoond door de CT-beeldvorming van rattennieren in vivo. Bovendien tonen de verspreiding van biologisch onderzoek en verkenning van in vivo toxiciteit aan dat AuNS@PEG-nanodeeltjes kunnen metaboliseren en een hoge biologische compatibiliteit hebben. AuNS@PEG-nanodeeltjes kunnen dus veelbelovende kandidaten zijn voor medische toepassingen.
Nanomaterialen
- Halfgeleider nanodeeltjes
- Multifunctionele gouden nanodeeltjes voor verbeterde diagnostische en therapeutische toepassingen:een overzicht
- Nanodeeltjes voor kankertherapie:huidige vooruitgang en uitdagingen
- Preparatie en magnetische eigenschappen van kobalt-gedoteerde FeMn2O4-spinel-nanodeeltjes
- Eenvoudige synthese en optische eigenschappen van kleine selenium nanokristallen en nanostaafjes
- Nanotechnologie:van in vivo beeldvormingssysteem tot gecontroleerde medicijnafgifte
- Nieuwe biocompatibele Au Nanostars@PEG-nanodeeltjes voor in vivo CT-beeldvorming en eigenschappen voor nierklaring
- Synthese en in vitro prestaties van met polypyrrool gecoate ijzer-platina nanodeeltjes voor fotothermische therapie en foto-akoestische beeldvorming
- Nieuwe dubbele mitochondriale en CD44-receptor richtende nanodeeltjes voor door Redox Stimuli geactiveerde afgifte
- Eigenschappen van zinkoxide-nanodeeltjes en hun activiteit tegen microben
- Invloed van Mg-doping op ZnO-nanodeeltjes voor verbeterde fotokatalytische evaluatie en antibacteriële analyse