نانوکمپوزیت اکسید آهن-اکسید گرافن کارکردی جهت دارورسانی هدف گذاری شده
چکیده
گرافن دو بعدی و نانومواد کامپوزیتی آن دارای ویژگی های فیزیکی و شیمیایی جالبی هستند و در سال های اخیر بسیار بررسی شده اند. ما در این پژوهش نانوکامپوزیت هیبرید اکسید آهن اکسید گرافن پارامغناطیسی چندکارکردی (GO–IONP) را که بعدا توسط یک پلیمر گلیکول پلی اتیلن (PEG) زیست سازگار برای دستیابی به پایداری بالا در محلول های فیزیولوژیکی دارای کارکرد شده بود بررسی کردیم. یک داروی کموتراپی به نام دوکسوروبیسین (DOX) به GO–IONP–PEG بارگذاری شد و کمپلکس GO–IONP–PEG–DOX تشکیل شد که امکان دارو رسانی هدف را از لحاظ مغناطیسی ممکن می سازد. GO–IONP–PEG علاوه بر این، جذب اپتیکال قوی از منطقۀ قابل رویت به منطقۀ مادون قرمز نزدیک (NIR) نشان می دهد و می توان از آن برای قطع موضعی فوتوترمال سلول های سرطان هدایت شده توسط میدان مغناطیسی استفاده کرد. علاوه بر این، تصویر رزونانس مغناطیسی(MR) در بافت زنده موش های سرطانی نیز با استفاده از GO–IONP–PEG به عنوان عامل کنتراست T2 نشان داده می شود. مطالعۀ ما گویای نوید استفاده از نانوکامپوزیت های مبتنی بر GO برای کاربردهای مختلف در ترانوستیک سرطان است.
1. مقدمه
گرافن، یک لایۀ تک اتمی دو بعدی ضخیم کربن با پیوند sp2، به دلیل ویژگی های الکتریکی، گرمایی، مکانیکی و ساختاری فوق العاده ای که دارد توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. به تازگی، اقدامات زیادی روی بررسی کاربردهای بالقوۀ گرافن در زیست پزشکی صورت گرفته است. گروه های بسیاری به بیوسنسورهای گوناگون اپتیکال، الکتریکی و الکتروشیمیایی گرافنی پرداخته اند. ما و سایرین از اکسید گرافن دارای کارکرد در مقیاس نانو به عنوان نانوحامل دارو رسانی و ژن استفاده کردیم. فوتوتراپی های نانوگرافنی در محیط آزمایشگاه و بافت زنده نیز نشان داده شد که تأثیرات بسیار خوب تخریب تومور در آزمایشات حیوانات مختلف را نمایان ساخت. علاوه بر این، آزمایشات سیتوتوکسیتی و مشتقات آن در هر دو آزمایش حیوانی و سلولی نشان داده است که هر چند گرافن پریستین و اکسید گرافن(GO) از پیش ساخته شده می تواند توکسیتی خاص به سلول ها و حیوانات را نشان می دهد اما نانو GO کارکردار با پوشش پلیمرهای زیست سازگار مثل پلی اتیلن گلیکول یا دکستران در محیط آزمایشگاه و بافت زنده در دوزهای آزمایش شده به وضوح سمی نیست.
ABSTRACT
Two-dimensional graphene and its composite nanomaterials offer interesting physical/chemical properties and have been extensively explored in a wide range of fields in recent years. In this work, we synthesize a multifunctional superparamagnetic graphene oxide–iron oxide hybrid nanocomposite (GO–IONP), which is then functionalized by a biocompatible polyethylene glycol (PEG) polymer to acquire high stability in physiological solutions. A chemotherapy drug, doxorubicin (DOX), was loaded onto GO–IONP–PEG, forming a GO–IONP– PEG–DOX complex, which enables magnetically targeted drug delivery. GO–IONP–PEG also exhibits strong optical absorbance from the visible to the near-infrared (NIR) region, and can be utilized for localized photothermal ablation of cancer cells guided by the magnetic field. Moreover, for the first time, in vivo magnetic resonance (MR) imaging of tumor-bearing mice is also demonstrated using GO–IONP–PEG as the T2 contrast agent. Our work suggests the promise of using multifunctional GO-based nanocomposites for applications in cancer theranostics.
1. Introduction
Graphene, a one-atom-thick two-dimensional (2D) layer of sp2 -bonded carbon, has received tremendous attention in the field of materials science because of its extraordinary electrical [1, 2], thermal [3], mechanical [4], and structural properties [5–7]. Recently, great efforts have also been devoted to explore potential applications of graphene in biomedicine [8–16]. A large number of groups have developed various graphenebased optical, electrical and electrochemical biosensors [10–13, 17–20]. We and others have utilized functionalized nanoscale graphene oxide as nanocarriers for drug and gene delivery [14, 15, 21]. Phototherapies using nano-graphene have also been demonstrated in vitro and in vivo, showing excellent tumor destruction effects in several animal experiments [16, 22–25].
چکیده
مقدمه
مواد و روش
سنتز GO–IONP
سنتز GO–IONP–PEG
تعیین بارگذاری و آزادسازی دوکسوروبیسین (DOX)
آزمایشات سلولی
تصویربرداری MR
نتایج و بحث
ساخت GO–IONP–PEG
خواص مغناطیسی GO–IONP–PEG
بارگذاری دارو و رهاسازی با GO–IONP–PEG
توکسیسیتی در محیط آزمایشگاه
دارو رسانیی هدفگذاری شده بصورت مغناطیسی
فوتوترمال تراپی هدف گذاری شده بصورت مغناطیسی
تصویربرداری MR در بافت زنده
نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Methods and materials
2.1 Synthesis of GO–IONP
2.2 Synthesis of GO–IONP–PEG
2.3 Determination of doxorubicin (DOX) loading and release
2.4 Cellular experiments
2.5 MR imaging
3. Results and discussion
3.1 Fabrication of GO–IONP–PEG
3.2 Magnetic properties of GO–IONP–PEG
3.3 Drug loading and release with GO–IONP–PEG
3.4 In vitro toxicity
3.5 Magnetically targeted drug delivery
3.6 Magnetically targeted photothermal therapy
3.7 In vivo MR imaging
4. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه