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Photothermal/pH Dual-Responsive Drug Delivery System von aminoterminiertem HBP-modifiziertem rGO und der chemophotothermischen Therapie von Tumorzellen

Zusammenfassung

In diesem Artikel wurde eine einfache Methode zur Herstellung von hydrophilem reduziertem Graphenoxid (rGO) vorgeschlagen, indem GO durch ein aminoterminiertes hyperverzweigtes Polymer (NHBP) reduziert wird Wandlungsfähigkeit und Stabilität. Dann wurde das Doxorubicin-Hydrochlorid (DOX) mit NrGO konjugiert, um das Wirkstoff-Beladungssystem herzustellen, und ein pH/photothermisches dual-responsives Wirkstoffabgabeverhalten wurde charakterisiert. In einer sauren Umgebung oder unter NIR-Laserbestrahlung könnte die Wirkstofffreisetzungsrate verbessert werden, was vorteilhaft ist, um die Freisetzung von Antitumor-Medikamenten in Tumorgeweben zu kontrollieren. Darüber hinaus zeigten die In-vitro-Zellexperimente, dass NrGO gut biokompatibel war, und im Tumorhemmungsteil erzielte DOX@NrGO im Vergleich zur Kontrollgruppe ohne jegliche Behandlung eine effiziente chemo-photothermische synergetische Therapie, deren Hemmungsrate hoch war höher als eine einmalige Chemotherapie von freigesetztem DOX. Daher hat das so hergestellte DOX@NrGO ein großes Anwendungspotenzial in der Tumortherapie und einen hervorragenden Kandidaten für andere biomedizinische Anwendungen.

Einführung

Die photothermische Therapie (PTT) unter Nahinfrarot(NIR)-Bestrahlung hat aufgrund der geringen Nebenwirkungen und der minimal-invasiven Eigenschaften zunehmende Aufmerksamkeit für die Tumorhemmung auf sich gezogen [1]. NIR-Licht (700~1100 nm) dringt tiefer in das Körpergewebe ein, ohne viel absorbiert zu werden, weder gesundes Gewebe noch Zellen zu schädigen [2, 3]. Somit kann das photothermische Mittel unter NIR-Laserbestrahlung die Temperatur an der implantierten Stelle über seine photothermische Umwandlungsfähigkeit erhöhen. Darüber hinaus erfordert das aufgebrachte photothermische Mittel eine gute Biokompatibilität, photothermische Umwandlungseffizienz und Stabilität.

Für die Forschungen der letzten Jahre wurde eine Vielzahl von Materialien entwickelt und hergestellt, um Tumorgewebe als PTT-Wirkstoffe zu heilen, wie Edelmetall (Gold-Nanostäbchen [4], Gold-Nanoplättchen [5]), Halbleiter-Nanomaterialien (CuS [6], MoS2 [7], FeS [8]), organische Materialien (Polydopamin [9], Polypyrrol-Nanopartikel [10]), Kohlenstoff-Nanomaterialien (Kohlenstoff-Nanoröhren [11], Kohlenstoff-Nanopartikel [12] und Graphen [13]). Als eine Art vielversprechendes Kohlenstoff-Nanomaterial wurde Graphen aufgrund seiner speziellen zweidimensionalen Nanoblätter, die eine ultrahohe spezifische Oberfläche und ein großes Potenzial für eine hohe Wirkstoffbeladungseffizienz erzielen, häufig bei der Tumorhemmung durch die PTT-Methode eingesetzt [14, 15]. Reduziertes Graphenoxid (rGO), das mit normalen Methoden, einschließlich Harnstoff und Hydrazinhydrat, hergestellt wird, zeigt jedoch immer eine hohe Hydrophobie, die für die Anwendung im Wasserphänomen des Körpergewebes nicht vorteilhaft ist [16].

In diesem Fall schlugen wir eine neue Idee vor, wasserlösliche Polymere mit Reduktionsfähigkeit zu verwenden, um hydrophiles rGO herzustellen. In unserer vorherigen Arbeit synthetisierten wir aminoterminiertes hyperverzweigtes Polymer (NHBP) und versuchten, es zur Behandlung von Metalloxid-Nanopartikeln und zur Herstellung von Metallnanosphären zu verwenden, die ohne offensichtliche Agglomeration stark hydrophil sind, wie HBP-modifizierte Silbernanopartikel und ihre Anwendung in Anti- -Bakterienfeld [17, 18].

Um die Fähigkeit zur Tumorhemmung zu verbessern, werden Antitumor-Medikamente normalerweise auf photothermische Mittel geladen, um ein arzneimittelbeladenes System herzustellen [19]. Einerseits kann ein photothermisches Mittel unter NIR-Laserbestrahlung einen PTT-Effekt aufweisen. Andererseits kann die erhöhte Temperatur aufgrund der verbesserten Molekülbewegungsrate die Arzneimittelabgaberate beschleunigen. Somit kann ein arzneimittelbeladenes photothermisches Mittel einen chemophotothermischen synergetischen Therapieeffekt auf die Tumorhemmung ausüben [20, 21]. Hier verwendeten wir aminoterminiertes HBP, um hydrophiles rGO (NrGO, Abb. 1) herzustellen, und die physikalisch-chemischen Eigenschaften sowie die photothermische Fähigkeit wurden charakterisiert. Danach wurde ein Antitumor-Medikament (Doxorubicin, DOX) in NrGO eingebaut, dann wurden das Medikamentenabgabeverhalten unter verschiedenen Bedingungen und die Wirksamkeit der Tumorhemmung in vitro getestet.

Schematische Darstellung der Präparation und chemo-photothermischen Therapie von DOX@NrGO

Methoden/Experimental

Materialien

Graphenoxid (GO, 0,8 bis 1,2 nm Dicke und 0,5 bis 5 µm Breite) wurden von XFNANO Co., Ltd. geliefert. DOX wurden von HuaFeng United Technology Co., Ltd. bezogen. Dulbecco modifiziertes Eagle's Medium (DMEM), fetales Rind Serum (FBS), Trypsin, Penicillin (100 E/ml) und Streptomycin (100 μg/ml) wurden alle von Thermo Fisher Scientific Inc. bezogen. Methylthiazolyltetrazolium (MTT), 4′,6-Diamidino-2-phenylindol (DAPI .) ) und Propidiumiodid (PI) wurden von Beyotime Biotechnology Co., Ltd. bezogen. Alle anderen Reagenzien wurden von Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. ohne weitere Reinigung bezogen.

Herstellung von aminoterminiertem hyperverzweigtem Polymer (NHBP)

Das aminoterminierte hyperverzweigte Polymer wurde als unsere vorherige Arbeit synthetisiert [16]. Tetraethylenpentamin (94 ml, 0,5 Mol) wurde in einen 250-ml-Dreihals-Rundboden-Glaskolben, ausgestattet mit Stickstoffgasschutz und Magnetrührer, gegeben. Die Reaktionsmischung wurde mit einem Heizmagnetrührer gerührt und mit einem Eisbad gekühlt, während eine Lösung von Methylacrylat (43 ml, 0,5 Mol) in Methanol (100 ml) tropfenweise in den Kolben gegeben wurde. Dann wurde die Mischung aus dem Eisbad genommen und weitere 4 h bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wurde zur automatischen Rotationsvakuumverdampfung in einen Auberginenkolben überführt und die Temperatur wurde mit einem Ölbad auf 150 °C erhöht und 4 h stehen gelassen, bis eine gelbliche, zähflüssige HBP-Skala mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von etwa 7759 . erhalten wurde .

Vorbereitung der NHBP-reduzierten GO (NrGO)

GO wurde zuerst in entionisiertem Wasser dispergiert und mit geeignetem HBP (Gewichtsverhältnis von GO und NHBP ist 1:10, 1:20 und 1:30) 10 Minuten lang ultraschallbehandelt, weiter gerührt und 1 h lang bei 90 °C umgesetzt. Dann wurde das resultierende (als NrGO-10, NrGO-20 und NrGO-30 markiert) zentrifugiert und dreimal mit entionisiertem Wasser gewaschen

Vorbereitung von DOX-geladenem NrGO (DOX@NrGO)

Die so hergestellte NrGO-Suspension wurde in DOX-Lösung mit einem Gewichtsverhältnis von 1:1 dispergiert und 24 h bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde die zusammengesetzte Lösung zentrifugiert und gewaschen, um DOX@NrGO zu sammeln.

Messungen

Die Oberflächenmorphologie wurde mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, JEM-2100, JEOL, Japan) charakterisiert. Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FTIR, Nicolet iS10, Thermo Scientific, America) wurde durchgeführt, um die Änderung der chemischen Komponenten zwischen GO und NrGO zu veranschaulichen. Alle Spektren wurden in einem Wellenlängenbereich von 400~4000 cm −1 . gemessen mit einer Auflösung von 4 cm −1 . Das Oberflächenpotential und die Partikelgröße wurden mit einem Zeta-Potential-Partikelgrößen-Analysator (NanoBrook 90plus Zeta, Brookhaven, USA) untersucht. Die Absorption von NrGO im NIR-Bereich wurde durch UV-Vis (Evolution 300, Thermo Fisher, USA) mit einem Wellenlängenbereich von 400–900 nm und einer Auflösung von 1 cm −1 . untersucht .

Die photothermischen Eigenschaften wurden unter Verwendung einer NIR-Laservorrichtung (SFOLT Co., Ltd., Shanghai, China) und eines Thermoelement-Thermometers (DT-8891E, Shenzhen Everbest Machinery Industry Co., Ltd., China) gemessen. Die photothermische Eigenschaft von NrGO wurde unter 808-nm-Laserbestrahlung gemessen. Der Spotbereich des Lasers beträgt etwa 0,25 cm 2 , und die Temperaturänderung der getesteten Probensuspension wurde in Echtzeit überwacht. Hierin wurden reines Wasser und GO-Suspension als Kontrollgruppen aufgetragen:(1) 0,2 ml reines Wasser, GO und NrGO-Suspension (NrGO-10, NrGO-20 und NrGO-30) wurden in 0,25 ml Eppendorf-Röhrchen gegeben, dann NIR Laser wurde mit einer Leistungsdichte von 1 W/cm 2 . bestrahlt für 5 Minuten; (2) 0,2 ml NrGO-30-Suspension mit unterschiedlicher Konzentration (100, 200 und 300 μg/ml) wurde bestrahlt (1 W/cm 2 ) für 5 Minuten; (3) 0,2 ml NrGO-30-Suspension (200 μg/ml) wurde mit unterschiedlicher Leistungsdichte bestrahlt (1, 1,5 und 2 W/cm 2 ) für 5 Minuten; (4) 0,2 ml NrGO-30 (200 μg/ml) Suspension wurde bestrahlt (1 W/cm 2 ) für drei Ein-/Aus-Zyklen.

Das gesammelte DOX@NrGO wurde in drei Gruppen für unterschiedliche Behandlungen unterteilt, um das Arzneimittelabgabeverhalten zu untersuchen:(1) Dispergieren in PBS-Lösung mit pH =  7,4, markiert als Kontrollgruppe; (2) Dispergieren in PBS-Lösung mit pH =4,0, markiert als Säuregruppe; (3) Dispergieren in PBS-Lösung mit pH =  7,4 und Bestrahlung mit NIR-Laser, gekennzeichnet als NIR-Gruppe. Die obigen drei Gruppen (jede Gruppe wurde auf drei Parallelen gesetzt) ​​wurden in einen Dialysebeutel (5 ml) mit einem Cut-off-Molekulargewicht von 8000 gegeben und dann in ein Zentrifugenröhrchen mit 20 ml entsprechender PBS-Lösung gegeben. Danach wurden alle Röhrchen in einen 37 °C-Schüttler mit 100 U/min gegeben, 10 ml PBS-Lösung aus jedem Röhrchen wurden zu vorbestimmten Zeitpunkten für die Analyse der Wirkstofffreisetzung entnommen und das gleiche Volumen des entsprechenden frischen PBS wurde wieder zugegeben. Darüber hinaus wurde die NIR-Gruppe so behandelt, als ob NIR-Licht nach jedem vorbestimmten Zeitpunkt 5 Minuten lang bestrahlt wurde. Alle entnommenen Lösungen wurden durch UV-Vis-Spektrophotometrie analysiert und das Wirkstoffabgabeprofil wurde erhalten.

Die Zytotoxizität von NrGO gegen Tumorzellen (HeLa) wurde mittels MTT-Assay untersucht. Kurz gesagt, HeLa-Zellen wurden in 96-Well-Platten mit einer Dichte von 5 × 10 3 . ausgesät Zellen pro Vertiefung und inkubiert weiter, bis 80% der Vertiefung bedeckt waren. Dann wurde das alte Medium mit NrGO (3,125, 6,25, 12,5, 25 und 50 μg/ml) durch frisches Medium ersetzt, das Medium ohne NrGO wurde als Kontrollgruppe eingestellt. Nach 24 und 48 h Inkubation wurde der MTT-Assay verwendet, um die relative Lebensfähigkeit der Zellen über die Gl. (1):

$$ \mathrm{Zelle}\kern0.17em \mathrm{Lebensfähigkeit}\left(\%\right)=\frac{{\mathrm{OD}}_{\mathrm{sample}}}{{\mathrm{OD }}_{\mathrm{control}}}\mal 100\% $$ (1)

wobei ODProbe und ODKontrolle repräsentiert die gemessene Extinktion von Zellen, die mit NrGO in unterschiedlichen Konzentrationen bzw. Kontrollgruppen behandelt wurden.

Anschließend wurde die chemo-photothermale synergetische Therapie durch die Behandlung von HeLa-Zellen mit DOX@NrGO (3,125, 6,25, 12,5, 25 und 50 μg/ml) unter NIR-Bestrahlung untersucht. Nach 4 h Inkubation mit DOX@NrGO wurden die HeLa-Zellen 5 min mit NIR-Laser bestrahlt und weitere 20 h inkubiert. Danach wurde die Lebensfähigkeit der Zellen erneut mittels MTT-Assay getestet. Zur Zellbeobachtung wurden dann HeLa-Zellen mit DAPI bzw. PI gefärbt und unter CLSM und Fluoreszenzmikroskop beobachtet.

Ergebnisse und Diskussion

Physikalische und chemische Charakterisierung

Nach der Reaktion mit NHBP verfärbte sich die GO-Lösung von braun zu schwarz, was darauf hinweist, dass GO erfolgreich zu rGO reduziert und in Wasser dispergierbar war. Wie in Fig. 2a, b gezeigt, wurden TEM-Bilder von GO bzw. NrGO-30 gezeigt, während auf NrGO keine offensichtliche Knusprigkeit oder Agglomeration entdeckt wurde, was zeigt, dass die HBP-Behandlung keine Morphologieänderung bei der Reduktionsreaktion verursacht. Basierend auf den FT-IR-Spektren in Abb. 3 war die Transmissionskurve von NrGO-30 der von NHBP sehr ähnlich. Bezeichnenderweise der Peak bei 1725 cm −1 von GO verschwand nach der Reduktionsreaktion, was als Schwingungsabsorption von C=O von der Carboxygruppe vorgeschlagen wurde [22]. Gemäß der Molekülstruktur von NHBP mit Aminoterminus reagierte die reduktive Aminogruppe mit GO und ein neuer FT-IR-Peak wurde bei 1633 cm −1 . erzeugt , die vermutlich C-N aus einer Amidobindung ist. Das Ergebnis des Zetapotentials ist in Abb. 4 dargestellt. Offensichtlich waren alle NrGO-Proben ein positives Potential, während GO negativ war, was darauf hinweist, dass die Carboxygruppe von GO mit der Aminogruppe von HBP reagiert hat. UV-vis-NIR-Spektren (Abb. 5) wurden verwendet, um die NIR-Absorption von NrGO zu veranschaulichen; die Kurven von NrGO-Proben mit unterschiedlichen Rohstoffverhältnissen zeigten einen ähnlichen Trend mit hoher Absorption im NIR-Bereich, was für die Anwendung in PTT von Vorteil ist. Dagegen zeigten GO- und HBP-Lösungen kaum Absorption im NIR-Bereich, was auf die erfolgreiche Herstellung eines photothermischen Mittels aus GO und NHBP hindeutet. Darüber hinaus wurde auch die Nanogröße von NrGO gemessen (Abb. 6), die keine offensichtliche Änderung mit steigendem NHBP-Verhältnis zeigte.

TEM-Bilder von GO (a ) und NrGO (b ). Das eingefügte Bild ist ein optisches Foto entsprechender Probendispersion mit einer Konzentration von 1 mg/ml

FT-IR-Spektren von GO, NrGO und NHBP

Zeta-Potential-Test von GO- und NrGO-Proben

UV-vis-NIR-Spektren von GO-, HBP- und NrGO-Proben

Nanogrößenmessung von NrGO-Proben

Messung der photothermischen Eigenschaften

Basierend auf der erhaltenen NrGO wurden die photothermischen Eigenschaften unter 808-nm-Laserbestrahlung untersucht. Wie in Abb. 7 gezeigt, zeigten die Heizkurven von Wasser, GO und NrGO unterschiedliche Trends. Die Temperatur von reinem Wasser zeigte fast kein Wachstum, und GO stieg nur auf unter 5 °C, während sich NrGO auf bis zu 40 °C verbesserte und NrGO-20 und NrGO-30 sogar über 45 °C erreichten. NrGO konnte NIR-Laser absorbieren, um photothermisches Verhalten auszulösen, und die photothermische Umwandlungseffizienz wurde mit steigendem HBP-Verhältnis verbessert; daher wurde NrGO-30 ausgewählt, um die folgende Untersuchung abzuschließen. Wie in Abb. 7b, c dargestellt, wurde die erreichte Temperatur mit der NrGO-Konzentration oder der Laserleistungserhöhung erhöht, und der letztere Faktor wirkte sich stärker aus. 41–43 °C erwiesen sich bei der Hemmung von Tumorzellen mit geringer negativer Wirkung auf normale Zellen als angemessen; somit könnte das hergestellte NrGO die Anforderungen von PTT in niedriger Dosierung und Laserpulver erfüllen. Dann wurde die photothermische Stabilität getestet und in Fig. 7d gezeigt, dass nach drei Ein-/Aus-Zyklen kein offensichtlicher Unterschied besteht. Somit erzielte NrGO hervorragende photothermische Eigenschaften im NIR-Bereich. Um die Absorptionsstabilität von NrGO vor und nach der NIR-Laserbestrahlung zu bestätigen, wurden die UV-Vis-Spektren in Abb. 8 gezeigt. Offensichtlich änderte sich die Kurve nach der NIR-Bestrahlung nicht, was zeigt, dass die NIR-Bestrahlung die Absorption von NrGO nicht beeinflusste.

Messung der photothermischen Eigenschaften. a Heizkurven von Wasser-, GO- und NrGO-Proben (200 μg/ml) unter 808 nm-Laserbestrahlung (1 W/cm 2 .) ). b Heizkurven von NrGO-30 mit unterschiedlichen Konzentrationen unter 808 nm Laserstrahlung (1 W/cm 2 .) ). c Heizkurven von NrGO-30 (200 μg/ml) unter 808 nm-Laserbestrahlung bei unterschiedlicher Leistungsdichte. d Temperaturänderungskurve von NrGO-30 (200 μg/ml) unter 808 nm-Laserbestrahlung für dreimalige zyklische Bestrahlung (1 W/cm 2 .) )

UV-vis-NIR-Spektren von NrGO vor und nach NIR-Laserbestrahlung

Verhaltenstest zur Arzneimittelabgabe

Nachdem DOX auf NrGO geladen wurde, wurde das Experiment zur Wirkstoffabgabe durchgeführt. Aufgrund der schwach sauren Umgebung des Tumorgewebes wurde der Einfluss der NIR-Bestrahlung und des pH-Werts untersucht. Hier wurde PBS mit einem pH von 7,4 oder 4,0 aufgetragen, um das normale bzw. Tumorgewebe nachzuahmen. Wie in Abb. 9 gezeigt, wurde die Wirkstoffabgaberate bei niedrigem pH-Wert und NIR-Bestrahlung offensichtlich beschleunigt. Einerseits würde die Aminogruppe von NrGO bei niedrigem pH-Wert ionisiert, dann würde die Abstoßungskraft zwischen DOX und ionisierten Aminogruppen bei niedrigen pH-Bedingungen verbessert, was die Wirkstoffabgabe beschleunigt und eine pH-Sensitivität zeigt. Außerdem könnte die gute Löslichkeit von DOX bei niedrigem pH-Wert auch die Wirkstoffabgaberate erhöhen [23]. Andererseits wurde bei der NIR-Laserbestrahlung die lokale Temperatur erhöht und die Molekülbewegungsrate beschleunigt. Somit war das DOX@NrGO pH/photothermal sensitiv im Arzneimittelabgabeverhalten, was zur Kontrolle der Wirkstoffabgaberate in Tumorgewebe und zur Ausübung einer chemo-photothermischen synergetischen Therapie von Vorteil ist.

In-vitro-Wirkstofffreisetzungsprofile von DOX@NrGO unter anderen Bedingungen

Zytotoxizität von NrGO

Biokompatibilität ist die grundlegende erforderliche Eigenschaft von Biomaterialien; Daher wurde die Zytotoxizität von NrGO mit unterschiedlichen Konzentrationen zunächst während eines in vitro-Experiments mittels MTT-Assay getestet. Wie in Abb. 10a gezeigt, zeigten die Ergebnisse des MTT-Assays nach 24 Stunden, dass die Zelllebensfähigkeit bei einer NrGO-Konzentration von 50 μg/ml über 80 % blieb, was beweisen kann, dass NrGO gut biokompatibel war und als vielversprechendes biokompatibles PTT-Agens bei Tumoren gilt Hemmung.

a Zytotoxizitätstest von NrGO bei unterschiedlicher Konzentration für 24 h und 48 h. b Untersuchung der Tumorzellhemmung von DOX@NrGO mit unterschiedlicher Behandlung

Synergetische Hemmung von DOX@NrGO auf Tumorzellen

Basierend auf der Biokompatibilität von NrGO wurde die tumorhemmende Wirksamkeit von DOX@NrGO in vitro untersucht. Um den Einfluss des photothermischen Verhaltens zu untersuchen, wurden entsprechende Tumorzellen mit einem NIR-Laser 5 min mit einer Leistungsdichte von 0,5 W/cm 2 . bestrahlt . Wie in Abb. 10b gezeigt, nahm die Lebensfähigkeit, wenn Tumorzellen 24 h lang mit DOX@NrGO behandelt wurden, mit steigender Konzentration offensichtlich ab, was zeigte, dass das freigesetzte DOX die Tumorzellproliferation hemmen könnte. Darüber hinaus nahm die Lebensfähigkeit viel schneller ab, wenn auch NIR-Bestrahlung angewendet wurde, was darauf hindeutet, dass die erhöhte Temperatur und die DOX-Freisetzungsrate eine chemo-photothermische synergetische Therapie spielen könnten.

Nach der Färbung mit DAPI wurden die Zellen unter konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie (CLSM) beobachtet, der Zellkern wurde blau gefärbt und die Bilder der unterschiedlichen Behandlung wurden in Abb. 11a–c dargestellt. Die mit NrGO kultivierten Zellen wurden auf der Kulturplatte mit einer großen Menge überstreut (Abb. 11a), während die Anzahl bei Behandlung mit DOX@NrGO (Abb. 11b) abnahm, was zeigte, dass das freigesetzte DOX die Tumorproliferation hemmen könnte. Bezeichnenderweise wurden Tumorzellen im Bereich der NIR-Laser-Exposition effizient zerstört und fielen ab, was zu einem dunklen Bereich auf dem Bild führte (Abb. 11c).

CLSM-Bilder von DAPI (blau) gefärbten Zellkernen nach Behandlung mit NrGO (a ), DOX@NrGO (b ) und DOX@NrGO+NIR (c ). (× 400)

Darüber hinaus wurde PI angewendet, um die Hemmung von Tumorzellen nach einer chemo-photothermischen synergetischen Behandlung zu beobachten, bei der es sich um eine Art kleiner molekularer Farbstoff handelt, um tote Zellen auf rote Fluoreszenz zu färben. Wie in Abb. 12 gezeigt, wurden in Abb. 12a selten abgestorbene Zellen (roter Punkt im Bild) beobachtet, wenn keine Behandlung durchgeführt wurde, während nach chemo-photothermischer Behandlung Tumorzellen außerhalb der Expositionsregion unter der Schädigung von DOX und litten hohe Temperatur, um die Lebensfähigkeit der Zellen weiter zu reduzieren (Abb. 12b). Nach den obigen Ergebnissen erwies sich DOX@NrGO als begehrter Kandidat für die Tumortherapie.

PI-Färbung von Tumorzellen mit verschiedenen Behandlungen. a Kontrolle. b DOX@NrGO+NIR

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend wurde ein neuartiges hydrophiles NrGO entwickelt und erfolgreich über eine einfache Reaktion von GO und aminoterminiertem HBP hergestellt. Verschiedene Charakterisierungen zeigten, dass NrGO stabile und hervorragende photothermische Eigenschaften erhielt. Nach der DOX-Beladung zeigte die Wirkstoffabgabe ein duales pH- und photothermisches Verhalten, das bei niedrigem pH-Wert und NIR-Bestrahlung beschleunigt werden konnte. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse von zytotoxischen In-vitro-Experimenten, dass das so hergestellte NrGO gut biokompatibel war. Aufgrund des Vorteils konnten Tumorzellen auf der Grundlage einer chemo-photothermischen synergetischen Therapie effektiv gehemmt werden, und das mit Antitumor-Wirkstoffen beladene NrGO erhielt eine vielversprechende Anwendung in der Tumortherapie.

Abkürzungen

CLSM:

Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie

DAPI:

4′,6-Diamidino-2-phenylindol

DOX:

Doxorubicin

DOX@NrGO:

DOX-geladenes NrGO

FTIR:

Fourier-Transformations-Infrarot

GO:

Graphenoxid

HBP:

Hyperverzweigtes Polymer

MTT:

Methylthiazolyltetrazolium

NHBP:

Aminoterminiertes HBP

NIR:

Nahes Infrarot

NrGO:

Aminoterminiertes hyperverzweigtes Polymer reduziertes Graphenoxid

PI:

Propidiumjodid

PTT:

Photothermische Therapie

rGO:

Reduziertes Graphenoxid

SEM:

Rasterelektronenmikroskopie

TEM:

Transmissionselektronenmikroskop


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