Gebruik van de zeer biocompatibele Au Nanocages@PEG-nanodeeltjes als een nieuw contrastmiddel voor in vivo computertomografiescanbeeldvorming

Abstract

In de afgelopen jaren zijn contrastmiddelen op grote schaal gebruikt in beeldvormingstechnologie om de kwaliteit te verbeteren. Nanodeeltjes hebben een beter in vivo detectievermogen dan conventionele contrastmiddelen op moleculaire schaal. In deze studie werd een nieuw type Au nanocages@PEG-nanodeeltjes (AuNC@PEG's) met een sterke röntgenabsorptiecoëfficiënt gesynthetiseerd als contrastmiddel voor computertomografie (CT) scanbeeldvorming. De resultaten toonden aan dat AuNC@PEG's een goede waterafgifte, lage cytotoxiciteit en een sterk röntgenabsorptievermogen hadden. Bovendien hebben in vivo studies aangetoond dat de gesynthetiseerde AuNC@PEG's een duidelijke contrastversterking, een lange circulatietijd in het bloed en een verwaarloosbare toxiciteit in vivo hebben. Daarom hebben de gesynthetiseerde gefunctionaliseerde AuNC@PEG's in deze studie een groot potentieel voor klinische toepassing in CT-scanbeeldvorming.

Inleiding

In de afgelopen jaren is computertomografie (CT)-scan de meest gebruikte diagnostische beeldvormingstechniek in klinische omgevingen, en het heeft een brede toepassing in de studie van verschillende menselijke weefsels. Vanwege het sterk doordringende en hoge contrastvermogen en de relatief eenvoudige beeldverwerking van CT-scans, wordt het beschouwd als de krachtigste niet-invasieve diagnostische beeldvormingstechniek in het moderne medische systeem [1, 2]. Tijdens het beeldvormingsproces is er echter geen natuurlijk contrast tussen de laesie en sommige omliggende structuren. Zo moet een contrastmiddel, een stof met een relatief hogere of lagere dichtheid, worden gebruikt om de doelstructuur of weefsel en organen te onderscheiden. Bovendien heeft deze stof verschillende absorptievermogens in verschillende weefsels en kan ze worden waargenomen via röntgenstraling in de zachte weefsels. Het gebruik van sommige moleculen en verschillende contrastmiddelen van microdeeltjes in CT-scanbeeldvorming is beoordeeld [3,4,5].

Momenteel is het meest gebruikte contrastmiddel voor CT-scan een organisch molecuul dat jodium bevat. Gejodeerde moleculen, zoals jodide-ionen of niet-ionische preparaten, worden veel gebruikt als contrastmiddel voor CT-scans in klinische omgevingen. Hoewel de gejodeerde moleculen een goede CT-scancontrastversterking kunnen bieden, hebben ze een snelle nierklaring, een korte circulatietijd in het lichaam en allergene eigenschappen, die verdere toepassingen aanzienlijk beperken [6, 7]. Vanwege de snelle verwijdering van de jodiumontwikkelaar is het effectieve tijdvenster van beeldvorming van bloedpoelen ernstig beperkt en is het moeilijk om een beeld met hoog contrast te verkrijgen. Bovendien kan de snelle klaring van een grote dosis medicijnen mogelijke bijwerkingen in de nieren hebben [8, 9].

In het afgelopen decennium heeft de toepassing van nanodeeltjes in de biogeneeskunde, met name in diagnostische beeldvorming, veel aandacht gekregen [10]. Vergeleken met op jodium gebaseerde contrastmiddelen hebben nanodeeltjes een lading contrastkenmerken die kleine moleculen niet hebben, en ze hebben ook een specifieke grootte, vorm en oppervlak [11, 12]. Over het algemeen hebben nanodeeltjes met een groot atoomnummer, zoals goud, zilver en andere metalen nanodeeltjes, een uitstekende röntgenabsorptiecoëfficiënt; dus hebben ze een opmerkelijk contrastverhogend vermogen [13, 14]. Onder deze nanodeeltjes zijn gouden nanodeeltjes snel ontwikkeld op het gebied van biogeneeskunde en worden ze beschouwd als een vervanging voor op jodium gebaseerde beeldvormende middelen vanwege hun significante biologische traagheid en gemak van synthese en oppervlaktemodificatie [15,16,17]. Gouden nanodeeltjes hebben een langere bloedcirculatietijd, een lager risico op nefrotoxiciteit en een sterkere röntgenabsorptiecoëfficiënt dan jodiumverbindingen. Daarom kan een verlaagde dosering worden gegeven en is het risico op bijwerkingen laag [18]. Verschillende gouden nanodeeltjes, waaronder nanobolletjes, nanostaafjes en nanosterren, zijn op grote schaal gebruikt als contrastmiddel voor CT-scanbeeldvorming [19, 20], en het heeft een veelbelovend effect. Van de verschillende gouden nanostructuren hebben de Au-nanokooien een hol interieur en een dunne poreuze wand; dus hebben ze een groter oppervlak en effectievere CT-scan-beeldvorming dan andere gouden nanodeeltjes met verschillende morfologieën [21, 22]. In de afgelopen jaren zijn Au nanocages gebruikt als contrastverbeteraar voor optische coherentietomografie en fotoakoestische tomografie en bleken goede prestaties te hebben. Ondertussen zijn ze, vanwege het grote absorptiegebied van de Au-nanokooien, ook effectieve fotothermische transducers [23, 24]. Voor zover wij weten, hebben slechts enkele onderzoeken het gebruik van Au nanocages als contrastmiddel voor CT-scanbeeldvorming beoordeeld. Op basis van de bovengenoemde onderzoeken hebben we het gebruik van Au nanocages als contrastmiddel voor CT-scans verder onderzocht. De toepassing van nanodeeltjes in CT-scanbeeldvorming vereist oppervlakken met biocompatibiliteit en biologische activiteiten. Polyethyleenglycol (PEG) is een biologisch afbreekbaar en biocompatibel polymeer, dat ook het stealth-materiaal is dat wordt gebruikt om opname door RES te voorkomen en om de biocompatibiliteit, het vermogen om nieren op te vangen en de bloedcirculatietijd te verbeteren; zo kunnen gePEGyleerde nanodeeltjes gedurende een lange periode in het bloed worden vastgehouden [15, 25,26,27,28].

In deze studie werden nieuwe AuNC@PEG's voorbereid en gekarakteriseerd. Vervolgens werd de in vitro biocompatibiliteit van AuNC@PEG's geëvalueerd met MTT-colorimetrie, lactaatdehydrogenase (LDH) lekkagemethode, intracellulaire reactieve zuurstofspecies (ROS) concentratietest, Calcein-AM/PI en andere experimentele technieken. Daarnaast werden hematologische en histologische analyses uitgevoerd om de toxiciteit van AuNC@PEG's in vivo te bepalen. De resultaten toonden aan dat AuNC@PEG's een grote in vitro en in vivo biocompatibiliteit hadden. Bovendien bleken AuNC@PEG's een sterker in vitro en in vivo CT-scanbeeldvormingsvermogen te hebben. Deze experimentele resultaten toonden aan dat de gesynthetiseerde AuNC@PEG's duidelijke voordelen hebben, zoals een sterk contrast, een lange bloedcirculatietijd en een laag risico op nefrotoxiciteit. Daarom hebben de gesynthetiseerde gefunctionaliseerde AuNC@PEG's in deze studie een groot potentieel voor klinische toepassing in CT-scanbeeldvorming.

Methoden

Alle experimentele protocollen, inclusief alle relevante details, zijn goedgekeurd door de Regionale Ethische Commissie van de Jinzhou Medical University in de provincie Liaoning, China.

Materialen en instrumenten

De LDH- en ROS-testkits zijn gekocht bij het Nanjing Institute of Bioengineering, China, en de Calcein-AM/PI-kleuringskits van Shanghai Dongren Chemical Technology Co., Ltd., China. Andere chemische middelen en oplosmiddelen werden gekocht bij Sigma-Aldrich. Alle secties werden beoordeeld met behulp van een fluorescentiemicroscoop (DMI4000B, Leica, Wetzlar, Duitsland). De kenmerken van de gesynthetiseerde nanodeeltjes werden geëvalueerd met een transmissie-elektronenmicroscoop (TEM). Een spiraalvormige CT-scan met 256 rijen en 512 plakken (Philips, Duitsland) werd gebruikt en de beeldparameters waren als volgt:plakdikte, 0,625 mm; buisspanning, 100 Kvp; en buisstroom, 100 mA.

Synthese van AuNC@PEG's

Au nanocages werden bereid met behulp van een eenvoudige galvanische vervangingsreactie tussen Ag nanocubes en HAuCl₄ oplossing, volgens een eerdere studie [29, 30]. Typisch werden 25-nm Ag-nanokubussen bereid in diethyleenglycol en werden ze gebruikt als sjablonen voor de synthese van 30-nm Au-nanokooien. Vervolgens werd SH-PEG (MW ≈ 2000, 10 mg opgelost in 5 mL fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS)) toegevoegd aan de AuNC-oplossing (pH 8,0, 6,55 nM, 6 mL) en werd een nacht in het donker onder stikstof geroerd bescherming. Nadat de AuNC@PEG's nog drie keer waren gewassen, werden ze gedispergeerd in een waterige oplossing.

Evaluatie van in vitro toxiciteit

In deze studie werden MTT-colorimetrie, LDH-lekmethode, intracellulaire ROS-concentratietest en Calcein-AM/PI-kleuring gebruikt om de toxiciteit van de gesynthetiseerde AuNC@PEG's in vitro te detecteren. De HUVEC-cellen werden geënt in platen met 96 putjes met een dichtheid van 1 × 10⁴ /goed. Het RPMI-1640-medium aangevuld met 10% foetaal runderserum en penicilline (100 g/ml) en streptomycine werd gebruikt. Vervolgens werden de cellen gedurende 12 uur gekweekt bij 37 ° C en 5% kooldioxide-incubator. Vervolgens werd het medium met AuNC@PEG's in verschillende concentraties (10, 20, 50, 100, 200, 500 en 1000 g/ml) toegevoegd voor verdere kweek. Na 24 uur werd de MTT-assay verkregen. Het kweekmedium zonder nanodeeltjes werd in elke groep als controle gebruikt.

Vervolgens werd het gehalte aan lactaatdehydrogenase (LDH) dat vrijkwam uit HUVEC-cellen die waren behandeld met AuNC@PEG's in verschillende concentraties, bepaald om de toxiciteit in vitro te evalueren. De cellen werden op dezelfde manier geïnoculeerd als MTT en werden vervolgens gedurende 24 h behandeld met AuNC@PEG's in verschillende concentraties (10, 20, 50, 100, 200, 500 en 1000 g / ml). Vervolgens werd het supernatant gescheiden, gecentrifugeerd en overgebracht naar een schone plaat met 96 putjes. De activiteit van LDH in het kweekmedium werd beoordeeld volgens de instructies van de fabrikant en de absorptie werd bepaald met behulp van een enzymlabelend instrument (450 nm).

Gebaseerd op het principe van het meten van de intracellulaire ROS-concentratie met behulp van de ROS-kit, werd DCFH geoxideerd tot dichloorfluoresceïne (DCF), een sterke groene fluorescerende stof DCF, in aanwezigheid van 2',7'-dichloorfluoresceïne (DCFH-DA). De HUVEC-cellen werden gedurende 12 uur gekweekt in platen met 24 putjes, behandeld met AuNC@PEG's in verschillende concentraties (50, 100, 200 en 500 g/ml) gedurende 24 u en geïncubeerd met DCFH-DA bij 37 °C gedurende 40 min. De met waterstofperoxide behandelde cellen (H₂ O₂ ) werden gebruikt als positieve controle. De fluorescentie-intensiteit van de cellen werd waargenomen met behulp van een fluorescentiemicroscoop (λex, 485 nm; λem, 525 nm). Voor de beoordeling werd drie keer een serum- en ijsvrij medium gebruikt om te wassen.

Voor levende / dode kleuring werden de HUVEC-cellen geïnoculeerd in platen met 24 putjes en werden ze 12 uur gekweekt. Vervolgens werden de cellen 24 uur lang behandeld met AuNC@PEG's in verschillende concentraties (10, 20, 50, 100, 200, 500 en 1000 g / ml). Na digestie met trypsine-EDTA via centrifugatie werden de cellen gewassen met PBS (pH =7,4); vervolgens werd de bereide celsuspensie gemengd met het vooraf geconfigureerde Calcein-AM/PI-reagens en gedurende 15 minuten bij 37 ° C gekweekt. Om de toxiciteit van AuNC@PEG's te detecteren, werd het aantal dode cellen bepaald via fluorescentiemicroscopie.

Dierenmodel

Alle dierproefprocedures werden uitgevoerd volgens de criteria die zijn vastgesteld door het Comité voor dierenbescherming en gebruik van de Jinzhou Medical University. Na het experiment werden de dieren geëuthanaseerd volgens humanitaire principes. In deze studie werden volwassen Sprague Dawley-ratten met een gewicht van 250-300 g (gekocht bij het Animal Center van Jinzhou Medical University) gebruikt. In dit experiment werden alle dieren willekeurig in groepen verdeeld. Chloorhydraatoplossing (10 wt%) werd via de buikholte toegediend; vervolgens werden alle materialen via de staartader geïnjecteerd.

In vitro en in vivo CT-scanbeeldvorming

Voor in vitro CT-scanbeeldvorming werden AuNC@PEG's in verschillende concentraties en jodiumoplossingen in EP-buisjes geplaatst en in de juiste volgorde gerangschikt, en een CT-scan werd van voor naar achter uitgevoerd. In de in vivo CT-scan werden de dieren, na het toedienen van anesthesie, van kop tot staart gescand, waarbij het midden van de buikholte als oriëntatiepunt werd gebruikt. De positie van de dieren veranderde niet elke keer. Alle originele gegevens (0,625 mm afbeelding) werden voor analyse via CT-scan naar het Philips-werkstation verzonden.

Evaluatie van in vivo toxiciteit

Hematologische analyse werd uitgevoerd met behulp van de standaard saphenous ader bloedafnametechniek. De weefsels van het hart, de lever, de milt, de long en de nieren van de ratten werden 48 uur gefixeerd met 4% paraformaldehyde en werden na uitdroging ingebed in paraffine. De paraffinesectie was 5 m dik en werd op een glasplaatje gemonteerd. Hematoxyline en eosine (H&E) kleuring werd vervolgens uitgevoerd en analyse werd uitgevoerd onder een microscoop.

Statistische analyse

Gegevens werden geanalyseerd met behulp van eenrichtingsanalyse van variantie, en P waarde werd gebruikt als de index. EEN P waarde < 0,05 werd als statistisch significant beschouwd, zoals uitgedrukt door de gemiddelde waarde van SD.

Resultaten en discussie

Synthese en karakterisering van de AuNC@PEG's

Functionaliteit van het oppervlak en groottecontrole zijn twee sleutelfactoren voor de ontwikkeling van een hoogwaardig nanocontrastmiddel [ 15]. De structuur en karakters van AuNC@PEG's werden bepaald door TEM en DLS. Fig. 1a toonde de resultaten dat de grootte van AuNC@PEG's ongeveer 40 nm was met een hoge uniformiteit; ondertussen werd de hydratatiestraal van AuNC@PEG's ook gebruikt om de dispersie in de oplossing te testen, zoals weergegeven in Fig. 1b, de hydratatiestraal van AuNC@PEG's was ongeveer 50 nm, wat aantoont dat AuNC@PEG's zeer stabiel waren zonder enige aggregatie . AuNC@PEG's hebben een kleiner formaat en een relatief goede biologische inertie, die beter zijn voor toepassingen in de nanogeneeskunde. Bovendien duidt de holle kooistructuur op grote interne en externe specifieke oppervlakken en een beter CT-scanbeeldvormingsvermogen, en de omringende metalen wanden boden extra bescherming voor ladingen tijdens de verwerking, het transport en de opslag. Met zijn duidelijke kern-schaalstructuur was de buitenkant bedekt met PEG van biologische toepasbaarheid, die de biocompatibiliteit effectief kan verbeteren en kan ontsnappen aan het vangen van macrofagen.

TEM-afbeeldingen van AuNC@PEG's (a ) en DLS van AuNC@PEG's (b )

Veiligheid en stabiliteit van AuNC@PEG's in vitro

Voordat we AuNC@PEG's voor in vivo beeldvorming gebruikten, evalueerden we hun veiligheid en stabiliteit. Het effect van AuNC@PEG's op de levensvatbaarheid van HUVEC-cellen werd gedetecteerd met behulp van de MTT-assay (Fig. 2a). De cellen werden 24 uur lang behandeld met AuNC@PEG's in verschillende concentraties (10, 20, 50, 100, 200, 500 en 1000 g/ml). De resultaten van de MTT-assay toonden aan dat het celoverlevingspercentage van de AuNC@PEG's vergelijkbaar was met dat van de controlegroep en dat het een gunstige biocompatibiliteit had wanneer de concentratie van AuNC@PEG's 200 g/ml bereikte. Het celoverlevingspercentage bij een concentratie van 1000 g/ml was nog steeds> 75%.

MTT-evaluatie van de levensvatbaarheid van HUVEC-cellen gekweekt met verschillende AuNC@PEGs-concentraties gedurende 24 h (a ). Beoordeling van lactaatdehydrogenase in supernatant geïnduceerd door AuNC@PEG's met LDH (b ). Onderzoek van 24-uurs fluorescentiebeeldvorming van cellen gekweekt met AuNC@PEG's in verschillende concentraties (H₂ O₂ (I), 0 g/ml (II), 50 g/ml (III), 100 g/mL (IV), 200 g/mL (V) en 500 g/mL (VI)) volgens ROS-methode (c ). *P <0,05, ***P <0,001. Schaalbalken zijn 100 m

Verder werd de LDH-assay ook gebruikt om de biocompatibiliteit van AuNC@PEG's in vitro te evalueren. In normale cellen mag LDH niet door het celmembraan gaan. Wanneer het celmembraan beschadigd is, komt LDH vrij door het celmembraan [ 31]. We hebben dus de veiligheid van AuNC@PEG's beoordeeld door het LDH-gehalte in het celsupernatant te meten (Fig. 2b) door cellen gedurende 24 uur met AuNC@PEG's in verschillende concentraties te behandelen. De resultaten toonden aan dat het LDH-niveau dat door de cellen werd afgegeven lichtjes toenam in vergelijking met de niet-blootgestelde controlecellen wanneer de concentratie van de AuNC@PEG's <-200 μg/ml was, en het was significant lager dan die van de positieve controlegroep (H₂ O₂ ), wat consistent was met de resultaten van de MTT-assay, en 200 g/ml AuNC@PEG's als optimale concentratie bleken een goede cytocompatibiliteit te hebben.

Bovendien werden oxidatieve stresstests en beoordeling van immunofluorescentiekleuring van levende/dode cellen (Calcein-AM/PI) uitgevoerd om de toxiciteit van AuNC@PEG's in vitro te detecteren. Oxidatieve stress is een schadelijke aandoening voor alle levenssystemen en overmatige reactieve zuurstofsoorten (ROS) kunnen oxidatieve stress veroorzaken [32, 33]. Daarom hebben we het ROS-niveau in de cellen gemeten. Na 24 uur inductie door AuNC@PEG's bij verschillende concentraties, verschilde de groene fluorescentie-intensiteit van de cellen die werden geïnduceerd bij een concentratie van 50-200 μg/ml niet significant van die van de controlegroep en was deze significant lager dan die van de positieve controlegroep (Fig. 2c). De fluorescentie-intensiteit was evenredig met het niveau van ROS. Zoals getoond in Fig. 3, was het overlevingspercentage van HUVEC-cellen bij een concentratie van 0-200 μg / ml> -90% (Fig. 3a-f). De bovengenoemde resultaten bevestigden dat AuNC@PEG's in een concentratie van 200 μg/ml stabiel zijn en een goede celcompatibiliteit hebben, en dat ze veelbelovende klinische contrastmiddelen kunnen zijn.

Fluorescentiemicroscopiebeelden van levende en dode kleuring. Overlevingspercentage van HUVEC-cellen behandeld met AuNC@PEG's in verschillende concentraties (0 g/ml (a ), 10 μg/ml (b ), 20 μg/ml (c ), 50 μg/ml (d ), 100 μg/ml (e ), 200 μg/ml (f ), 500 μg/ml (g ), en 1000 g/ml (u )) voor 24 u. Groene fluorescentie vertegenwoordigt levende cellen en rode fluorescentie vertegenwoordigt dode cellen. De schaalbalken zijn 100 m

In vitro CT-scanbeeldvorming en bepaling van CT-waarde

Om de haalbaarheid van de AuNC@PEG's in CT-scanbeeldvorming te evalueren, vergeleken we de contrastverbeteringen van verschillende molaire concentraties (AuNC@PEG's) met het klinische gebruik van een contrastmiddel (jodium). Er werden CT-scanbeelden verkregen en de CT-waarden werden gemeten. AuNC@PEG's werden vergeleken met jodiumbeeldvormingsmiddelen in vergelijkbare concentraties (50, 100, 200, 500 en 1000 g/ml). De resultaten toonden aan dat de CT-waarde werd verhoogd met de toename van de concentratie (Fig. 4a), en volgens de analyse van de CT-waarden van AuNC@PEG's en jodiumcontrastmiddel (Fig. 4b), was de absorptiecoëfficiënt van AuNC@PEG's beter dan die van op jodium gebaseerde contrastmiddelen in vergelijkbare concentraties, wat aangeeft dat het gebruik van AuNC@PEG's voor CT-scanbeeldvorming beter is.

Vergelijking van bevindingen van computertomografiescans in vitro tussen AuNC@PEG's en op jodium gebaseerd contrastmiddel. Naarmate de concentratie toeneemt, neemt de intensiteit van de röntgenstralingsverzwakking toe (a ). Vergelijking van Hu-waarden tussen AuNC@PEG's en contrastmiddelen op basis van jodium (b ). ***P <0,001

In vivo CT-scanbeeldvorming

Vanwege het hoge contrastvermogen van AuNC@PEG's hebben we de beeldkwaliteit van AuNC@PEG's verder vergeleken met die van jodiummiddelen in vivo. Via de staartader van de ratten werd tweehonderd microliter AuNC@PEG's (200 g/ml) geïnjecteerd. De tijd van bloedpoolangiografie in AuNC@PEG's werd geëvalueerd via pre-injectie (0 min) en post-injectie continue tijdpuntscanning (10, 20, 30, 40, 60 en 90 min). Vervolgens werden de ratten in de controlegroep geïnjecteerd met jodiumcontrastmiddel in een geschikte concentratie. De injectiedosis en scantijd waren vergelijkbaar met die van AuNC@PEG's. Na de injectie van een contrastmiddel observeerden we gelijktijdig de contrastverbeteringen van de nier (Fig. 5) en het vullen van de blaas (SI Fig. 1). De resultaten toonden aan dat de nier in de AuNC@PEGs-groep de piek bereikte bij 30 min en volledig werd uitgescheiden bij 90 min en dat in de jodiumgebaseerde contrastmiddelgroep de piek bereikte bij 20 min en volledig werd uitgescheiden bij 60 min. Vervolgens zagen we dat de blaas in de loop van de tijd geleidelijk werd gevuld met contrastmiddel. Deze bevinding toonde aan dat de tijd van bloedpool-angiografie van AuNC@PEG's beter was dan die van het op jodium gebaseerde contrastmiddel. De langere bloedcirculatietijd van AuNC@PEG's kan een betere diagnose opleveren en de AuNC@PEG heeft een beter ontwikkelingsperspectief.

In vivo CT-beelden van de ratten op verschillende tijdstippen na post-injectie van AuNC@PEG's

Veiligheid van AuNC@PEG's in vivo

Zoals getoond in Fig. 6a, werden de standaardparameters van routinematige bloed- en lever- en nierfunctieanalyses weergegeven door hemoglobinegehalte, gemiddelde corpusculaire hemoglobineconcentratie, gemiddeld corpusculair volume, aantal bloedplaatjes, aantal rode bloedcellen, aantal witte bloedcellen, albumineconcentratie, alanine aminotransferase niveau, aspartaat aminotransferase niveau en creatinine niveau. In de statistische analyse werd geen significant verschil waargenomen tussen de AuNC@PEG, jodiumcontrastmiddel en controlegroepen (P> 0,05). Bovendien werden de organen (het hart, de lever, de milt, de long en de nier) van de ratten histologisch geanalyseerd, zoals weergegeven in Fig. 6b, 24 h na de injectie van AuNC@PEG's (200 g / ml); gesneden; en gekleurd (H&E). Vergeleken met de controlegroep (niet geïnjecteerd met nanomaterialen) werden geen duidelijke morfologische veranderingen en verwondingen gevonden zoals onder de microscoop te zien is. De bovengenoemde resultaten bevestigden verder de veiligheid en betrouwbaarheid van AuNC@PEG's in vivo.

In vivo toxiciteitsevaluatie van AuNC@PEG's. Bloedroutine en lever- en nierfunctie:hemoglobinegehalte (I), gemiddelde corpusculaire hemoglobineconcentratie (II), gemiddeld corpusculair volume (III), bloedplaatjes (IV), aantal rode bloedcellen (V), aantal witte bloedcellen (VI), albumineconcentratie (VII), alanineaminotransferaseniveau (VIII), aspartaataminotransferaseniveau (IX) en creatinineniveau (X) (a ). H&E-kleuring werd uitgevoerd in de organen (het hart, de lever, de milt, de longen en de nieren) van normale ratten en die gedurende 24 u met AuNC@PEG's waren geïnjecteerd (b ). De schaalbalken van b zijn 100 μm

Conclusie

We hebben AuNC@PEG ontwikkeld, een nieuw type CT-scancontrastmiddel, met kenmerken als klein formaat, hoog contrast, lange bloedretentietijd en laag risico op toxiciteit. In vitro en in vivo toxiciteitsevaluaties toonden aan dat AuNC@PEG's een goede biocompatibiliteit en een laag risico op bijwerkingen hadden. De beeldvormingsprestaties van CT-scans in vitro en in vivo toonden aan dat AuNC@PEG's een hogere röntgenabsorptiecoëfficiënt en een langere duur van bloedpoolangiografie hebben dan traditionele op jodium gebaseerde beeldvormingsmiddelen. Bovendien zijn AuNC@PEG's superieur aan op jodium gebaseerde beeldvormingsmiddelen en is het gebruik van AuNC@PEG's praktisch. Al deze resultaten toonden aan dat AuNC@PEG's een hogere röntgenabsorptiecoëfficiënt hebben dan traditionele op jodium gebaseerde contrastmiddelen en dat de beeldprestaties van AuNC@PEG's hoger waren dan die van traditionele op jodium gebaseerde contrastmiddelen. Daarom hebben de gesynthetiseerde gefunctionaliseerde AuNC@PEG's in deze studie een groot potentieel voor klinische toepassing in CT-scanbeeldvorming.

Beschikbaarheid van gegevens en materialen

De onbewerkte/verwerkte gegevens die nodig zijn om deze bevindingen te reproduceren, kunnen op dit moment niet worden gedeeld, omdat de gegevens ook deel uitmaken van lopend onderzoek en ontwikkeling.

Afkortingen

CT:: Computertomografie
DCF:: Dichloorfluoresceïne
DCFH:: Dichloorfluorescine
H₂ O₂ :: Waterstofperoxide
LDH:: Lactaatdehydrogenase
MTT:: 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenyltetrazoliumbromide
PBS:: Fosfaatgebufferde zoutoplossing
PEG:: Polyethyleenglycol
ROS:: Reactieve zuurstofsoorten
TEM:: Transmissie-elektronenmicroscoop

Tin en zuurstof-vacature co-doping in hematiet fotoanode voor verbeterde foto-elektrochemische prestaties Onderzoek naar grootte-afhankelijke geleidende eigenschappen op individuele Si-nanodraden

Nanomaterialen

Metaal

Hars

vezel

Samengesteld materiaal