ОЦЕНКА СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТА ФУКОИДАН/Fe3O4 КАК ТРАНСПОРТНОГО АГЕНТА КОВАЛЕНТНО СВЯЗАННОГО МОЛЕКУЛЯРНОГО ГРУЗА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Магнитоуправляемый транспорт лекарственных веществ с целенаправленным высвобождением молекулярного груза способствует расширению возможностей клинической терапии. В работе исследуется возможность создания наночастиц, на основе фукоидана модифицированного магнетитом, для биомедицинских целей. Изучена возможность иммобилизации модельного фибринолитического фермента с помощью сшивающего агента. Максимальная загрузка фермента составляет 2,06±0,09% масс. Размер частиц с иммобилизованной альтеплазой по данным сканирующей электронной микроскопии составил 94,4±24,3 нм, гидродинамический диаметр - 370 нм, дзета-потенциал - -1,66±0,06 мВ. Намагниченность насыщения образца составляет 6 Гс·см3/г. Для понимания механизмов высвобождения молекулярного груза проведены исследования с использованием различных моделей: нулевой порядок, модель Вейбулла, уравнение Хилла, модель Хигучи, модель Корсмейер-Пеппаса. Использование математического моделирования показало, что наилучшей моделью для описания этого процесса является кинетическое уравнение Корсмейер-Пеппаса ( r 2 = 0,97), а процесс высвобождения контролируется диффузией Фика. Полученный биокомпозитный материал является перспективным кандидатом в качестве наноносителя для ферментативного агента.

Об авторах

Виктория Евгеньевна Супрунчук

ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Email: vsuprunchuk@ncfu.RUS
355000, Россия, Ставрополь, ул. Пушкина, 1а

Список литературы

  1. Shubayev, V.I. Magnetic nanoparticles for theragnostics / V. I. Shubayev, T. R. Pisanic, S. Jin // Advanced Drug Delivery Reviews. - 2009. - V. 61. - I. 6. - P. 467-477. doi: 10.1016/j.addr.2009.03.007.
  2. Demin, A.M. Magnetic-responsive doxorubicin-containing materials based on Fe3O4 nanoparticles with a SiO2/PEG shell and study of their effects on cancer cell lines / A.M. Demin, A.V. Vakhrushev, A.G. Pershina et al. // International journal of molecular sciences. - 2022. - V. 23. - I. 16. - Art. № 9093. - 14 p. doi: 10.3390/ijms23169093.
  3. Li, M. Enhanced synergism of thermo-chemotherapy for liver cancer with magnetothermally responsive nanocarriers / M. Li, W. Bu, J. Ren et al. // Theranostics. - 2018. - V. 8. - I. 3. - P. 693-709. doi: 10.7150/thno.21297.
  4. Kumar, A. Cytotoxicity suppression and cellular uptake enhancement of surface modified magnetic nanoparticles / A. Kumar, M. Gupta // Biomaterials. - 2005. - V. 26. - I. 13. - P. 1565-1573. doi: 10.1016/j.biomaterials.2004.05.022.
  5. Gupta, A.K. Surface modified superparamagnetic nanoparticles for drug delivery: Interaction studies with human fibroblasts in culture / A. K. Gupta, A. S. G. Curtis // Journal of Materials Science: Materials In Medicine. - 2004. - V. 4. - I. 15. - P. 493-496. doi: 10.1023/b:jmsm.0000021126.32934.20.
  6. Jin, J.O. The therapeutic potential of the anticancer activity of fucoidan: Current advances and hurdles / J.O. Jin, P.S. Chauhan, A.P. Arukha et al. // Marine Drugs. - 2021. - V. 19. - I. 5. - Art. № 265. - 17 p. doi: 10.3390/md19050265.
  7. Ushakova, N.A. Anticoagulant activity of fucoidans from brown algae / N. A. Ushakova, G. E. Morozevich, N. E. Ustyuzhanina et al. // Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. - 2009.- V. 3. - I. 1. - P. 77-83. doi: 10.1134/S1990750809010119.
  8. Thuy, T.T.T. Anti-HIV activity of fucoidans from three brown seaweed species / T.T.T. Thuy, B.M. Ly, T.T.T. Van et al. // Carbohydrate Polymers. - 2015. - V. 115. - P. 122-128. doi: 10.1016/J.CARBPOL.2014.08.068.
  9. Lu, S. Binding mechanisms of polysaccharides adsorbing onto magnetite concentrate surface / S. Lu, Z. Yuan, C. Zhang // Powder Technology. - 2018. - V. 340. - P. 17-25. doi: 10.1016/j.powtec.2018.09.021.
  10. Ghebouli, R. Amino-fucoidan as a vector for r tPA-induced fibrinolysis in experimental thrombotic events / R. Ghebouli, S. Loyau, M. Maire et al. // Thrombosis and haemostasis. - 2018. - V. 118. - I. 1. - P. 42-53. doi: 10.1160/TH17-02-0132.
  11. Супрунчук, В.E. Высокоинтенсивная низкочастотная ультразвуковая обработка сульфатированного полисахарида бурых водорослей / В. E. Супрунчук // Журнал Сибирского федерального университета: Химия. - 2021. - T. 14. - №. 4. - С. 582-592. doi: 10.17516/1998-2836-0265.
  12. Drozdov,A.S. A universal magnetic ferrofluid: Nanomagnetite stable hydrosol with no added dispersants and at neutral pH / A. S. Drozdov, V. Ivanovski, D. Avnir, V.V. Vinogradov // Journal of Colloid and Interface Science. - 2016. - V. 468. - P. 307-312. doi: 10.1016/j.jcis.2016.01.061.
  13. Супрунчук, В.E. Создание и свойства биокомпозитных наночастиц на основе фукоидана как носителя фибринолитического фермента / В. E. Супрунчук // Известия вузов. Серия "Химия и химическая технология". - 2023. - T. 66. - № 5. - С. 87-95. doi: 10.6060/ivkkt.20236605.6680.
  14. Kruger, N.J. The Bradford method for protein quantitation / N.J. Kruger // In book: The Protein Protocols Handbook. Springer Protocols Handbooks; ed. by J.M. Walker. - Totowa, New Jersey: Humana Press, 2009.- P. 17-24. doi: 10.1007/978-1-59745-198-7_4.
  15. Friedrich, R.P. Tissue plasminogen activator binding to superparamagnetic iron oxide nanoparticle-covalent versus adsorptive approach / R. P. Friedrich, J. Zaloga, E. Schreiber et al. // Nanoscale Research Letters. - 2016. - V. 11. - I. 1. - Art. № 297. - 11 p. doi: 10.1186/s11671-016-1521-7.
  16. Mendyk, A. KinetDS: An open source software for dissolution test data analysis, dissolution technol / A. Mendyk, R. Jachowicz, K. Fijorek et al. // Dissolution Technologies. - 2012. - V. 19. - I. 1. - P. 6-11. doi: 10.14227/DT190112P6.
  17. KinetDS3.0. data analysis software. - Режим доступа: https://sourceforge.net/projects/kinetds/files/v 3.0/KinetDS3.0_Windows_32.zip/download. - 15.12.2022.
  18. Anastasova, E.I. Magnetite nanocontainers: Toward injectable highly magnetic materials for targeted drug delivery / E.I. Anastasova, A.Y. Prilepskii, A.F. Fakhardo et al. // ACS Applied Materials & Interfaces.- 2018. - V. 10. - I. 36. - P. 30040-30044. doi: 10.1021/acsami.8b10129.
  19. Wu, I.Y. Interpreting non-linear drug diffusion data: Utilizing Korsmeyer-Peppas model to study drug release from liposomes / I.Y. Wu, S. Bala, N. Škalko-Basnet, M.P. di Cagno // European Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2019. - V. 138. - I. 6. - Art. № 105026. - 43 p. doi: 10.1016/j.ejps.2019.105026.
  20. Vajhadin, F. Glutaraldehyde crosslinked doxorubicin promotes drug delivery efficiency using cobalt ferrite nanoparticles / F. Vajhadin, M. Mazloum-Ardakani, S. Raeisi et al. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.- 2022. - Art. № 112870. - 25 p. doi: 10.1016/j.colsurfb.2022.112870.
  21. Shagholani, H. Improvement of interaction between PVA and chitosan via magnetite nanoparticles for drug delivery application / H. Shagholani, S. M. Ghoreishi, M. Mousazadeh // International Journal of Biological Macromolecules. - 2015. - V. 78. - P. 130-136. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2015.02.042.
  22. Düsenberg, B. Magnetizing polymer particles with a solvent-free single stage process using superparamagnetic iron oxide / B. Düsenberg, P. Groppe, S. Müssig et al. // Polymers. - 2022. - V. 14. - I. 19.- Art. № 4178. - 13 p. doi: 10.3390/polym14194178.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).