Сравнительная токсичность PEG-покрытых наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа

Аннотация

Представлено сравнительное исследование токсичности наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа, покрытых полиэтиленгликолем (PEG). Наночастицы приготовили гидротермальным методом, а наносферы — солвотермальной техникой. Поверхность наноматериалов успешно модифицировали полиэтиленгликолем. Для исследования морфологии приготовленных образцов использовали рентгеновскую дифракцию (XRD), Фурье-спектроскопию в инфракрасном диапазоне (FTIR), Рамановскую спектроскопию, термогравиметрический анализ (TGA) и методы электронной микроскопии. Структурные анализы подтвердили образование поликристаллических наночастиц оксида кобальта и железа диаметром 20–25 нм и наносфер диаметром 80–100 нм соответственно. Мышей Kunming SPF (самки, 6–8 недель) использовали для исследования токсичности, индуцируемой наночастицами и наносферами оксида кобальта и железа в различных органах мышей. Проводили исследования биодистрибуции, биохимические индексы, гистопатологическую оценку, воспалительные факторы, оксидативные и антиоксидантные уровни и цитотоксические тесты для оценки токсичности, индуцируемой наночастицами и наносферами оксида кобальта и железа в мышах. Обнаружили, что наносферы оксида кобальта и железа более токсичны, чем наночастицы, а куркумин доказался хорошим исцеляющим агентом для токсичности, индуцируемой PEG-покрытыми наноматериалами оксида кобальта и железа в мышах.

Введение

В последние годы магнитные наноматериалы вызывают огромный интерес как в фундаментальных исследованиях, так и в технологических приложениях. Эти приложения включают, но не ограничиваются: транспортными средствами для доставки лекарств, магнитно-резонансной томографией (МРТ), гипертермией, биосенсорами, отделением клеток, отделением белков, генной магнетоффекцией, загрязнением окружающей среды и ремедиацией. Оксид кобальта и железа как твердомагнитный материал используется как контрастное вещество для МРТ, адресная доставка лекарств и нагревательный посредник в гипертермии. Хотя оксид кобальта и железа используется в биомедицинских приложениях, однако он имеет определенные ограничения, такие как его высокая токсичность из-за значительного количества кобальта, выделяющегося в растворе, агрегация в растворе и плохая доступность поверхности при использовании поверхностно-активных веществ. Поэтому эта проблема была преодолена путем модификации поверхности определенными биосовместимыми, нетоксичными, водостабильными и диспергирующими материалами. Более того, фабрикация оксида кобальта и железа проста и costeffective с адаптированными составами, формами и размерами для любого конкретного применения. Существует множество техник, принятых для синтеза наноразмерного оксида кобальта и железа, включая механохимический, сонохимический, ко-осадок, микроэмульсию и другие. Аналогично, другие техники, включая одношаговый экологичный метод, принимали для фабрикации адаптированных флуоресцентных медных нанокластеров с использованием куркумина как шаблона. Основной недостаток большинства этих техник — низкая кристалличность приготовленного материала, что, в свою очередь, приводит к значительному ухудшению магнитных характеристик. В этом отношении гидротермальный и солвотермальный методы являются наиболее эффективными и эффективными техниками для синтеза оксида кобальта и железа с контролируемыми морфологиями и кристалличностью.

В литературе различные наноматериалы, такие как серебряные наночастицы (Ag NP), сообщались как используемые для антимикробного лечения и ассоциированных инфекционных заболеваний, а также как нанотранспортеры для доставки лекарств и лечения различных заболеваний. В другой обзорной статье ферраты сообщались как используемые для устранения разнообразного диапазона химических и биологических видов из сточных вод. В биомедицинском применении наноматериалов оксида кобальта и железа главной проблемой является накопление оксида кобальта и железа в органах, приводящее к токсичности в организме, требующей срочного удаления собранных наноматериалов из органов и исцеления повреждений, индуцированных оксидом кобальта и железа. Несколько исследователей изучали противовоспалительные препараты и обнаружили, что эти препараты могут снизить токсичность, индуцируемую наноматериалами. Куркумин с антиоксидантными, антимутагенными, антиопухолевыми и канцерогенными характеристиками может использоваться как исцеляющий агент для токсичности, индуцируемой наноматериалами оксида кобальта и железа. Он имеет способность использоваться как блокатор TNF из in vitro и in vivo за счет прямого связывания с TNF.

Целью этой работы было изготовить полиэтиленгликол (PEG)-покрытые наночастицы и наносферы оксида кобальта и железа в лабораториях с контролируемыми морфологиями. Различные дозы наноматериалов внутривенно вводили мышам и проводили анализ крови, биодистрибуцию, HE окрашивание и изучение жизнеспособности клеток для оценки токсичности этих наноматериалов. Сравнение токсичности наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа проводили, а куркумин использовали как исцеляющий агент для токсичности, индуцируемой наносферами оксида кобальта и железа в мышах. Показали, что наносферы оксида кобальта и железа более токсичны, чем наночастицы, из-за их увеличенных площадей поверхности, которые делают их более токсичными и более реактивными, чем наночастицы. Насколько нам известно, это первое детальное исследование такого рода, которое не проводилось ранее.

Материалы и методы

Приготовление наноматериалов

Для приготовления PEG-покрытых наночастиц оксида кобальта и железа мы применили гидротермальную технику. Для этого растворы хлорида кобальта (0,2 М) и нитрата железа (0,4 М) приготовили отдельно в 25 мл деионизированной (DI) воды каждый, а затем эти растворы смешали с 25 мл водных растворов полиэтиленгликоля (2,5 мМ) и гидроксида натрия (3 М) соответственно. Смесь затем помешивали 20 мин и заливали в нержавеющую сталь (SS) автоклав, который нагревали при 180 °C в течение 6 часов. Когда процесс завершался, смесь охлаждали до комнатной температуры, затем раствор промывали 2–3 раза с использованием DI воды и этанола для удаления любых нежелательных примесей из смеси. Смесь сушили при около 80 °C на ночь в духовке, а затем измельчали в тонкие порошки для получения желаемых наночастиц оксида кобальта и железа.

Для приготовления PEG-покрытых наносфер оксида кобальта и железа использовали солвотермальную технику. Для этого гексагидрат хлорида кобальта растворили в 40 мл этиленгликоля (2,5 мМ), за чем последовало добавление 1,35 г гексагидрата хлорида железа и 1 г полиэтиленгликоля (PEG). Смесь затем помешивали около 30 мин, а затем герметизировали в автоклаве из нержавеющей стали с тефлоновой подкладкой. Автоклав затем нагревали при 200 °C в течение 8 часов, и после завершения реакции его охлаждали до комнатной температуры. Смесь промывали деионизированной водой и этанолом, а затем сушили при 80 °C на ночь в духовке. Наконец, смесь измельчали в тонкие порошки для получения PEG-покрытых наносфер оксида кобальта и железа с диаметром 80–100 нм. Морфологию приготовленных наноматериалов исследовали рентгеновской дифракцией (XRD) по методу, использованному в Ref. [50], сканирующей и передаточной электронной микроскопией (SEM и TEM) как в Ref. [50, 51], комнатной температурой Фурье-трансформационной инфракрасной (FTIR) спектроскопией для определения функциональных групп в оксиде кобальта и железа аналогично Ref. [51], Рамановской спектроскопией и термогравиметрическим (TGA) анализом как в Ref. [52].

Радиоактивная маркировка наноматериалов

Радиомаркировка PEG-покрытых наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа выполняли с ^99mTc с использованием хлорида олова в качестве восстановительного агента. Для этого свежий элюат генератора ^99mTcO₄ (50 мкл с активностью ~ 4 мКл) приготовили, добавляя его к 30 мкл суспензии SnCl₂ (1 мг/мл в 0,5 N HCl). С помощью раствора NaHCO₃ (1 М) pH суспензии настраивали в диапазоне 8–10. Растворы наночастиц и наносфер (40 мкл каждый), содержащие ~ 0,4% масс. оксида кобальта и железа, смешивали с суспензиями хлорида олова (50 мкг), аскорбиновой кислоты (10 мг/мл) и ^99mTcO₄. Смесь затем помешивали при 10 000 об/мин в течение 25 мин при 80 °C. Для точных измерений радиоактивные счетчики записывали в течение 24 часов из-за короткого времени жизни ^99mTc (~ 6 ч). Супернатант затем откачивали после центрифугирования, а оставшийся материал идентифицировали как ^99mTc-PEG-оксид кобальта и железа наночастицы и наносферы. Бумажная хроматограмма использовалась для измерения радиоактивных выходов маркированных соединений, которые были более 65%, что отражало реальную биодистрибуцию наноматериалов в мышах in vivo.

Биодистрибуция наноматериалов

Как указано на рис. 1, мышей Kunming SPF (самки, 6–8 недель, вес 18–20 г) получили из Лабораторного центра медицинской науки Ланьчжоуского университета, Китай. Все мыши содержали в клетках под температурно-контролируемой системой, поддерживаемой при 21–22 °C, и свет включали с 08:00 до 20:00 ч. Свободный доступ к еде и водопроводной воде давали мышам, и они обрабатывали согласно протоколам Лабораторного ухода за животными, сформулированным Национальным обществом медицинских исследований и руководящим принципам US National Institutes of Health. Мышей случайно делили на несколько групп, каждая из которых содержала 5 мышей, а затем внутривенно инъецировали ^99mTc-PEG-оксид кобальта и железа растворы наночастиц и наносфер и убивали через 1 ч, 6 ч, 16 ч и 24 ч соответственно. Ткани сердца, легких, печени, селезенки и почек немедленно высекали, завертывали в фольгу, взвешивали, а затем радиоактивность ^99mTc в каждой ткани измеряли с помощью гамма-счетчика. Биодистрибуция наноматериалов в различных органах мышей представлялась в проценте введенной дозы на грамм влажной ткани (т.е. % ID/g).

Гематоксилин-эозиновое окрашивание

Для гематоксилин-эозинового (HE) окрашивания парафиновый воск нарезали ксилолом для девоскирования, и процесс повторяли дважды по около 10 мин каждый. Гидратация образца проводилась переносом стекла через разные этиловые растворы с концентрациями 100% этанол, 95% этанол и 70% этанол по 2 мин. Промывали стекла в проточной водопроводной воде при комнатной температуре около 2 мин, и когда процесс завершался, ядра окрашивали в гематоксилиновом растворе при 60 °C в течение 10 с, а затем при комнатной температуре 1 мин, и стекла затем помещали под проточную водопроводную воду при комнатной температуре примерно на 5 мин. Окрашивали образцы в рабочем эозиновом растворе Y на 2 мин, а затем обезвоживали образцы сначала погружением в 95% этанол, затем в 100% этанол по 2 мин. Цитоплазму окрашивали 7 с погружением в эозиновый раствор на 15 с. После удаления цитоплазму промывали и обезвоживали абсолютным этанолом дважды по 1 мин каждая. Ткань затем делали прозрачной ксилолом на 15 с, а цитоплазму изучали и фотографировали с использованием нейтральных жвачкингих уплотнений. Микроскопическое изучение тканей проводили с использованием микроскопа Olympus Microphot-CX41, соединенного с цифровой камерой.

Биохимические индексы и воспалительные факторы

Двести пятьдесят микрограмм PEG-покрытых наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа внутривенно вводили мышам группы воздействия, в то время как контрольная группа обрабатывалась физиологическим раствором 0,9% и все мыши затем убивали через 24 часа. Кровь собирали от мышей и центрифугировали около 10 мин для получения сыворотки крови. Сывороточное содержание TB, ALT, AST, BUN, CREA и Cys-C измеряли методом фермент-связанного иммуносорбентного анализа (ELISA) и вестерн-блотом. Ферменты, связанные с печенью, IL-6, IL-8 и TNF-α, играют ключевую роль в воспалительном отклике, индуцируемом некрозом. Обычно высокие уровни этих экспрессий возникают, когда орган реагирует на воспаление.

MTT тест жизнеспособности клеток

Цитотоксический потенциал PEG-покрытых наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа определяли MTT, количественным анализом для оценки клеточной метаболической активности. Клетки человеческого эпителия L-132 и человеческие моноциты THP-1, приобретенные в Шанхае, Китай, экспонировали разным концентрациям наночастиц в диапазоне 30–125 мкг/мл и наносфер в диапазоне 50–250 мкг/мл, и оптическую плотность измеряли при 590 нм для разных анализов с помощью микропластинкового спектрофотометрического системы (UNICO WFZ UV-2000, Шанхай, Китай). Клетки L-132 выбирали, так как вдыхание является основным путем воздействия наноматериалов, а клетки THP-1 использовали из-за их роли в очищении чужеродных материалов. В каждом анализе необработанные клетки оценивали как негативный контроль. Ингибирование ферментативной активности наблюдалось в клетках, которое сравнивали с необработанными (негативный контроль) клетками, и значения выводили в виде отношения негативного контроля и строили график против концентрации наночастиц и наносфер.

Статистический анализ

Каждая точка данных сообщалась как среднее значение (±sem) экспериментов, выполненных в триplicates. Значимость различий оценивали с помощью анализа дисперсии, а статистические графики строили с помощью программ Origin и Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение

Структурный анализ

Структурные анализы (XRD, FTIR, Раман, TGA) приготовленных наноматериалов показаны на рис. 2. Результаты XRD на рис. 2a представляют покрытые и непокрытые оксид кобальта и железа в наномасштабе, что подтверждает, что оксид кобальта и железа успешно фабрикован. Позиции и относительные интенсивности всех наблюдаемых пиков в данных XRD подтверждают кристаллическую природу оксида кобальта и железа. Никаких дополнительных пиков не наблюдалось, что указывает на чистоту приготовленного оксида кобальта и железа. Средний кристаллитный размер оксида кобальта и железа определяли с помощью уравнения Шеррера, который составлял ~ 24 нм. Фурье-трансформационная инфракрасная (FTIR) спектроскопия проводилась для исследования катионного распределения (никеля, кобальта и железа) в оксиде кобальта и железа. Рисунок 2b показывает данные FTIR, собранные при комнатной температуре. Теоретически оксид кобальта и железа имеет две сильные полосы поглощения (ʋ₁ и ʋ₂) вместе с несколькими другими, появляющимися в диапазоне 400–600 см⁻¹. Все эти пики четко указаны в наших данных, показанных на рис. 2b. В данных FTIR ʋ₁ соответствует внутренним растягивающим вибрациям металла в тетраэдрических позициях, тогда как ʋ₂ соответствует растягивающим вибрациям металлических ионов в октаэдрических позициях. Пик, появляющийся в FTIR при 3421 см⁻¹, соответствует полиэтиленгликолю (PEG), что указывает на его успешное связывание на поверхности оксида кобальта и железа. Рамановский анализ оксида кобальта и железа, собранный при комнатной температуре, показан на рис. 2c, который указывает на 5 разных пиков, которые можно увидеть в данных. Пик, появляющийся ниже 700 см⁻¹, является основной характеристическим пиком (A_1g мода) оксида кобальта и железа, соответствующим растяжению ионов кислорода вдоль Fe–O связей в тетраэдрических позициях, тогда как другие пики, появляющиеся в данных, также принадлежат оксиду кобальта и железа. Это подтверждает успешную фабрикацию PEG-оксида кобальта и железа в нашем эксперименте. Рисунок 2d показывает результаты TGA образцов, собранных в диапазоне температур 50–380 °C, которые указывают на то, что оксид кобальта и железа теряет вес при разных температурах. Также видно в анализе TGA, что термическая стабильность PEG относительно низка, тогда как у PEG-оксида кобальта и железа она высока.

Анализы электронной микроскопии образцов показаны на рис. 3. Рисунок 3(a) и (b) указывают на SEM изображения PEG-покрытых наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа соответственно, тогда как рис. 3(c) и (d) указывают на TEM анализы наносфер и наночастиц соответственно. Эти результаты показывают, что средний размер наночастиц около 25 нм, а наносферы — 80–100 нм. Из TEM изображений наносфер очевидно, что наносферы состоят из большого количества более мелких наночастиц с большими площадями поверхности, делая их мезопористыми, что очень желательно для медицинских применений наноматериалов как лекарство-носителей. Все эти структурные анализы подтверждают успешное образование чистой фазы PEG-покрытых наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа.

Исследования биодистрибуции

Количественно биодистрибуция PE-покрытых наночастиц и наносфер оксида кобальта и железа в крови, сердце, печени, селезенке, легких и почках после разных интервалов времени (1, 6, 16 и 24 ч) показана на рис. 4. Наличие оксида кобальта и железа в крови и других органах оценивали в течение 24 часов после внутривенной инъекции ^99mTc-PEG-оксид кобальта и железа раствора (наночастицы и наносферы). В случае наносфер, показанных на рис. 4(a), задержка крови оксида кобальта и железа составляла 6,5 ± 0,33% ID/g через 1 час воздействия, а затем постепенно уменьшалась за следующие временные интервалы (т.е. 6, 16 и 24 ч). Видно, что наносферы в основном распределялись в сердце, печень, селезенку, легкие и почки; однако большинство из них в первую очередь накапливались в селезенке. Более того, биодистрибуция наносфер в различных органах была наивысшей после первого часа, а затем постепенно уменьшалась и оставалась менее 30% после 6 часов. В случае наночастиц оксида кобальта и железа, задержка крови наночастиц составляла около 2,8 ± 0,14% ID/g через 1 час воздействия, указывая на относительно быструю очистку радиоактивного материала из пула крови организма, а затем она уменьшалась с прохождением времени, как показано на рис. 4(b). Наночастицы распределялись в сердце, печень, селезенку, легкие и почки с максимальными концентрациями в селезенке и печени. Ясно из рисунка, что биодистрибуция наночастиц в крови и других органах была наивысшей после первого часа, а затем постепенно уменьшалась после 6 часов и наконец достигала наименьших значений после 24 часов. Если сравнить результаты биодистрибуции наносфер и наночастиц, видно, что накопление/наличие PEG-покрытых наносфер оксида кобальта и железа в крови и других органах мышей было больше по сравнению с наночастицами. Это может быть связано с большой площадью поверхности и высокой пористостью наносфер по сравнению с наночастицами, что является одним из критических факторов определения реактивности взаимодействий наноматериалов с биологическими системами. В случае наночастиц, их не-мезопористая природа с низкой удельной площадью поверхности сделала их менее реактивными, чем наносферы при тех же условиях. Эти особенности могли снизить продолжительное сопротивление PEG-покрытых наночастиц оксида кобальта и железа в крови и других органах мышей. Кроме того, наносферы вызывают образование комплексов с биомолекулами и приводят к увеличению уровня радикальных видов, повышению уровня оксидативного стресса, повреждению клеточной ДНК и оксидативному стрессу путем липидного перекисления.

Биохимические индексы

Для изучения эффекта токсичности PEG-оксида кобальта и железа наночастиц и наносфер в мышах, биохимические индексы измеряли и результаты представлены на рис. 5. Различные параметры, включая ALT, AST, BUN, CREA, TB и Cys-C, измеряли для контрольных и экспозированных групп мышей. Программное обеспечение SPSS использовали для извлечения данных с *P < 0,05, представляющим значимые изменения во время измерений. В случае как наносфер, так и наночастиц видно, что все биохимические индексы показывают значительные изменения по сравнению с контрольной группой мышей (*P < 0,05). В случае группы воздействия наносфер оксида кобальта и железа уровни ALT, AST и BUN демонстрируют значительные различия (*P < 0,05) по сравнению с контрольной группой мышей, тогда как в случае группы воздействия наночастиц только Cys-C демонстрирует значимое отличие по сравнению с контрольной группой мышей (*P < 0,05). Видно, что TB и Cys-C, которые в основном отвечают за биомаркер функции почек, значительно снижались в случае наносфер. Это указывает на то, что почки более поражаются воздействием PEG-оксида кобальта и железа наносфер по сравнению с наночастицами. AST, как биомаркер для печени, поражался более сильно воздействием как наночастиц, так и наносфер. Это указывает на то, что воздействие оксида кобальта и железа может неблагоприятно влиять на функцию печени. Из всех этих результатов ясно, что PEG-оксид кобальта и железа наносферы создают больше повреждений в мышах in vivo по сравнению с наночастицами оксида кобальта и железа.

Гистопатологическое исследование

Мы представили гистопатологический анализ контрольной, наночастичной, наносферной и лечебной групп мышей, как показано на рис. 6. Если сравнить результаты групп воздействия наносфер и наночастиц с контрольной группой мышей, видно, что PEG-оксид кобальта и железа наносферы производят больше повреждений в различных органах (печень, селезенка, почки и легкие) мышей по сравнению с группой воздействия наночастиц. В почках гломерулозная заторженность произошла вместе с легкой эдемой и интерстициальными воспалительными клетками в случае приема наносфер по сравнению с воздействием наночастиц и контрольной группой мышей. Также видно, что наночастицы показывают меньше воспаления, чем наносферы. В случае воздействия наночастиц обнаружили, что легкие относительно менее поражаются, тогда как в случае наносфер альвеолярная стенка была утолщена и наблюдалось легкое фиброз. Кроме того, для группы воздействия наносфер гепатоциты показывают отек и эдема возникало, тогда как относительно меньше воспаления находилось в случае группы воздействия наночастиц мышей.

Воспалительные факторы и оксидация/антиоксидантный уровень

Уровни экспрессии IL-6, IL-8, TNF-α, MDA и T-AOC измеряли и результаты показаны на рис. 7. Рисунок 7a представляет вестерн-блот полосы IL-6, IL-8 и β-актина для контрольных, наночастичных и наносферных групп воздействия. Относительный уровень белка IL-6 и IL-8 для контрольных, наночастичных и наносферных групп воздействия показан на рис. 7b, тогда как содержание TNF-α, MDA и T-AOC показаны на рис. 7c–e с *P < 0,05 для группы воздействия против контрольной группы ± sem. Результаты выявили, что уровни IL-6, IL-8, TNF-α и MDA для группы мышей, экспонированных наносферам оксида кобальта и железа, выше, чем у наночастичной группы, и оба этих уровня выше, чем у контрольной группы мышей. В случае T-AOC уровень наносфер был ниже, чем у наночастичной и контрольной групп мышей. Все эти результаты указывают на то, что наночастицы и наносферы вызывают воспаление в мышах, особенно в печени. Однако наносферы поражают органы больше, чем наночастицы. Хорошо понятно, что наноматериалы в организме генерируют свободные радикалы кислорода (РФК), которые вызывают серию качественных снижений антиоксидантов, приводящих к оксидативным повреждениям биологических тканей, неблагоприятно влияющим на клеточные организмы. Более того, когда уровни IL-6, IL-8, TNF-α, MDA и T-AOC для мышей, экспонированных наночастицам, сравнивали с теми, экспонированными наносферам, обнаружили, что наносферы оксида кобальта и железа привели к большему воспалению по сравнению с группой мышей, экспонированных наночастицам.

Оценка цитотоксичности

Цитотоксические исследования для разных концентраций PEG-покрытых наносфер и наночастиц оксида кобальта и железа проводили и результаты представлены на рис. 8. Процент выживания клеток L-132 показан на рис. 8(a), тогда как рис. 8(b) представляет процент выживания клеток THP-1. Видно, что для концентраций выше 100 мкг/мл наблюдаются значительные изменения в жизнеспособности клеток для обеих клеток, и видно, что результаты более выражены в случае PEG наносфер. Это подтверждает, что наносферы оксида кобальта и железа производят больше повреждений по сравнению с наночастицами. Более того, жизнеспособность клеток снижается с увеличением концентрации как наночастиц, так и наносфер, что указывает на то, что PEG-покрытый оксид кобальта и железа в обеих формах производит больше токсичности в мышах с увеличением концентрации. Из-за двух разных клеточных мишеней (L-132 и THP-1) можно ожидать, что клеточный отклик не будет идентичным, в зависимости от механизма гибели клетки. Возможная причина объяснения клеточно-специфической специфичности даже для похожих размеров частиц может быть приписана функции фагоцитоза, которая характеризует моноциты (клетки THP-1), но не легкие эпителиальные клетки. Хорошо понятно, что одна наносфера состоит из большого количества мелких наночастиц. Таким образом, она обладает большой площадью поверхности по сравнению с наночастицами и поэтому имеет большую реактивность и больше шансов взаимодействия с биологическими системами (тканями) по сравнению с наночастицами. Более того, из-за большего размера наносфер они не могут легко выводиться через кровь или мочу, как только они попадают в орган. Поэтому они остаются в организме (органах) относительно дольше по сравнению с наночастицами, что, в свою очередь, неблагоприятно влияет на ткани. Кроме того, наносферы вызывают снижение функции макрофагов, снижение фагоцитоза самих наносфер и снижение подвижности макрофагов и цитозкелетную дисфункцию.

Эффект куркумина на токсичность

Биохимические индексы в сыворотке крови изучали для группы воздействия наносфер и группы, обработанной куркумином, и результаты сравнивали с контрольной группой мышей, которые показаны на рис. 9. Обнаружили, что все эти индексы в группе лечения мышей показывали значительные улучшения после администрирования куркумина при сравнении их значений с группой воздействия наносфер и контрольной группой мышей. На рисунке видно, что уровни экспрессии ALT, AST, BUN, CREA, CYS-C и TB приближались к нормальным значениям после администрирования куркумина. Это можно отнести к тому факту, что куркумин обладает сильными антиоксидантными характеристиками, которые снижают оксидативный стресс, возникающий в результате токсичности, индуцируемой оксидом кобальта и железа. Также сообщалось, что TNF-α и IL-1 играют важную роль в индукции гепатического некроза, и куркумин снижает эффект токсичности путем ингибирования секреции TNF-α и IL-1 макрофагами, аналогично работе, сообщенной ранее в Ref. [65].

Заключение

В этой работе мы успешно фабриковали PEG-покрытые наночастицы и наносферы оксида кобальта и железа через гидротермальный и солвотермальный методы соответственно. Из структурных анализов обнаружили, что приготовленные наноматериалы высокочисты, кристалличны и биосовместимы по природе в результате успешного присоединения PEG. Обнаружили, что и наносферы, и наночастицы оксида кобальта и железа токсичны для биологических систем. Более того, показали, что наносферы оксида кобальта и железа более токсичны, чем наночастицы, из-за их большой площади поверхности и большей реактивности с биологическими тканями. Положительные изменения отслеживались в биохимических индексах после администрирования куркумина, который является натуральным химическим веществом, не имеющим побочных эффектов, тем самым подтверждая, что он может использоваться как исцеляющий агент для токсичности, индуцируемой наносферами оксида кобальта и железа.