РЕЗЮМЕ. Мета цього дослідження полягала у перевірці взаємодії наночастинок Ag-SiO2 зі структурою «ядро/оболонка» (CSNs) з клітинами C2C12. У цій статті ми повідомляємо про синтез та класифікацію нових CSNs. Було приділено увагу підготовці CSNs з метою перевірки їхньої біосумісності/цитотоксичного впливу на клітини м’язів C2C12, та перевірено ризики для здоров’я людини, пов’язані з CSNs. Використовувані CSNs синтезували за допомогою ефективного зольгель методу з використанням нітрату срібла і тетраетоксисилану в якості основних компонентів. Фізикохімічне дослідження CSNs проводили за допомогою рентгеноструктурного аналізу, оптичної спектроскопії та трансмісійної електронної мікроскопії. З метою дослідження біосумісності/цитотоксичності in vitro клітини C2C12 вирощували у середовищі in vitro, а потім піддавали впливу різних концентрацій CSNs. Аналіз життєздатності клітин C2C12 проводили з використанням Kit-8. Аутентифікацію результатів проводили за допомогою конфокальної мікроскопії, морфологію клітин C2C12 вивчали з використанням фазовоконтрастної мікроскопії. In vitro дослідження біологічного впливу CSNs виявило, що життєздатність клітин у культурі залежить від режиму дозування (0–20 мкг/мл). Загалом результати дослідження продемонстрували, що синтетичні CSNs здійснюють вплив на функціонування клітин C2C12 в залежності від часу та режиму, що залежить від абсорбції.
Ключові слова: структура «ядро/оболонка», біомедичний, наночастинки, C2C12, кремній
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
1. Carlson, C., Hussain, S.M., Schrand, A.M., Braydich-Stolle, K.L., Hess, K.L., Jones, R.L., and Schlager, J.J., Unique cellular interaction of silver nanoparticles: size-dependent generation of reactive oxygen species, J. Phys. Chem. B, 2008, vol. 112, no. 43, pp. 13608–13619.
2. Caruso, F., Nanoengineering of particle surfaces, Adv. Mater., 2001, vol. 13, no. 1, pp. 11–22.
3. Chen, X. and Schluesener, H., Nanosilver: a nanoproduct in medical application, Toxicol. Lett., 2008, vol. 176, no. 1, pp. 1–12.
4. Dong, R., Ma, P.X., and Guo, B., Conductive biomaterials for muscle tissue engineering, Biomaterials, 2019, p. 119584.
5. Edwards-Jones, V., The benefits of silver in hygiene, personal care and healthcare, Lett. Appl. Microbiol., 2009, vol. 49, no. 2, pp. 147–152.
6. Feng, X., Mao, C., Yang, G., Hou, W., and Zhu, J.-J., Polyaniline/Au composite hollow spheres: synthesis, characterization, and application to the detection of dopamine, Langmuir, 2006, vol. 22, no. 9, pp. 4384–4389.
7. Garmanchuk, L., Borovaya, M., Nehelia, A., Inomistova, M., Khranovska, N., Tolstanova, G., Blume, Y.B., and Yemets, A., CdS quantum dots obtained by “green” synthesis: comparative analysis of toxicity and effects on the proliferative and adhesive activity of human cells, Cytol. Genet., 2019, vol. 53, no. 2, pp. 132–142.
8. Ge, L., Li, Q., Wang, M., Ouyang, J., Li, X., and Xing, M.M., Nanosilver particles in medical applications: synthesis, performance, and toxicity, Int. J. Nanomed., 2014, vol. 9, p. 2399.
9. Gliga, A.R., Skoglund, S., Wallinder, I.O., Fadeel, B., and Karlsson, H.L., Size-dependent cytotoxicity of silver nanoparticles in human lung cells: the role of cellular uptake, agglomeration and Ag release, Part. Fibre Toxicol., 2014, vol. 11, no. 1, p. 11.
10. Guo, D., Wu, C., Jiang, H., Li, Q., Wang, X., and Chen, B., Synergistic cytotoxic effect of different sized ZnO nanoparticles and daunorubicin against leukemia cancer cells under UV irradiation, J. Photochem. Photobiol., B: Biol., 2008, vol. 93, no. 3, pp. 119–126.
11. Ko, E.H., Yoon, Y., Park, J.H., Yang, S.H., Hong, D., Lee, K.B., Shon, H.K., Lee, T.G., and Choi, I.S., Bioinspired, cytocompatible mineralization of silica–titania composites: thermoprotective nanoshell formation for individual Chlorella cells, Angew. Chem., Int. Ed., 2013, vol. 52, no. 47, pp. 12279–12282.
12. Li, X., Wan, M., Wei, Y., Shen, J., and Chen, Z., Electromagnetic functionalized and core-shell micro/nanostructured polypyrrole composites, J. Phys. Chem. B, 2006, vol. 110, no. 30, pp. 14623–14626.
13. Marambio-Jones, C. and Hoek, E.M., A review of the antibacterial effects of silver nanomaterials and potential implications for human health and the environment, J. Nanopart. Res., 2010, vol. 12, no. 5, pp. 1531–1551.
14. Reddy, K.M., Feris, K., Bell, J., Wingett, D.G., Hanley, C., and Punnoose, A., Selective toxicity of zinc oxide nanoparticles to prokaryotic and eukaryotic systems, Appl. Physic. Lett., 2007, vol. 90, no. 21, p. 213902.
15. Roca, M. and Haes, A.J., Silica−void−gold nanoparticles: temporally stable surface-enhanced Raman scattering substrates, J. Am. Chem. Soc., 2008, vol. 130, no. 43, pp. 14273–14279.
16. Salgueiriño-Maceira, V., Correa-Duarte, M.A., Spasova, M., Liz-Marzán, L.M., and Farle, M., Composite silica spheres with magnetic and luminescent functionalities, Adv. Funct. Mater., 2006, vol. 16, no. 4, pp. 509–514.
17. Stöber, W., Fink, A., and Bohn, E., Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range, J. Colloid Interface Sci., 1968¸ vol. 26, no. 1, pp. 62–69.
18. Vrček, I.V., Žuntar, I., Petlevski, R., Pavičić, I., Dutour Sikirić, M., Ćurlin, M., and Goessler, W., Comparison of in vitro toxicity of silver ions and silver nanoparticles on human hepatoma cells, Environ. Toxicol., 2014.
19. Yi, D.K., Lee, S.S., and Ying, J.Y., Synthesis and applications of magnetic nanocomposite catalysts, Chem. Mater., 2006, vol. 18, no. 10, pp. 2459–2461.
20. Zhao, X., Dong, R., Guo, B., and Ma, P.X., Dopamine-incorporated dual bioactive electroactive shape memory polyurethane elastomers with physiological shape recovery temperature, high stretchability, and enhanced C2C12 myogenic differentiation, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, vol. 9, no. 35, pp. 29595–29611.