Publikationstrends bei der Wirkstofffreisetzung und magnetischen Nanopartikeln

Einführung

Heutzutage werden nanoskalige Strukturen häufig vorgeschlagen und haben die Aufmerksamkeit vieler Forscher für die Verwendung in der Zellbiologie auf sich gezogen [1]. Der Grund für diese Anziehungskraft sind die bedeutenden Fortschritte in der Nanotechnologie. Zwischen verschiedenen Fragestellungen im pharmakologischen Bereich ist die Entwicklung von nützlichen Drug-Delivery-Systemen einer der wichtigsten Schlüsselfaktoren [2]. Das Hauptanliegen konzentriert sich auf die Verbesserung der Effizienz der Arzneimittelabgabe, die im Allgemeinen als geringe Unterbrechungen, Nachhaltigkeit und genaue und präzise gezielte Abgabekontrolle beschrieben wird [3].

In den letzten Jahrzehnten wurden Wirkstoffabgabesysteme untersucht, die auf der Nutzung des magnetischen Verhaltens magnetischer Nanopartikel basieren, und es wurden verschiedene Arten von Forschung auf diesem Gebiet durchgeführt [4,5,6,7]. In Bezug auf die jüngsten Studien in Arzneimittelabgabesystemen wurden viele Verfahren vorgeschlagen. Kohlenstoffbasierte Nanoröhren (CNTs) sind eine neue Methode, um Wirkstoffe an gezielte Stellen im menschlichen Körper zu transportieren, die mit Proteinen und Peptiden funktionalisiert sind. Aufgrund ihrer geringen Toxizität und hohen Biokompatibilität werden funktionalisierte CNTs in vielen Anwendungen der Nanobiotechnologie eingesetzt [3]. Neben der Nanocarrier-Methode verwendeten einige Forscher nackte Nanopartikel als neuartige Methode zur Erkennung von Gehirnerkrankungen. Sie haben nackte Nanopartikel durch die Blut-Hirn-Schranke [8,9,10] in Richtung des Gehirns durchquert, und in Bezug auf das magnetische Verhalten des epileptischen Bereichs sind magnetische Nanopartikel in dem definierten Bereich aggregiert [11]. Diese bibliometrische Studie untersuchte die öffentlichen Trends auf dem Gebiet der Nanopartikel, die sich auf die Literatur zur Wirkstoffabgabe und magnetischen Nanopartikel beschränkt.

Bibliometrie bezieht sich auf die Implementierung statistischer Methoden zur Bewertung der Forschungsproduktivität für Einzelpersonen, Institute und Länder [12]. Die Bibliometrie misst die wissenschaftliche Leistung anhand verschiedener Indizes wie der Anzahl der Publikationen, der Anzahl der Zitationen und der durchschnittlichen Zitation pro Jahr [13]. Die Ergebnisse der bibliometrischen Analyse können Aufschluss über die Faktoren geben, die den Beitrag von Studien in einem Forschungsgebiet stärken und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zur Erstellung wirkungsvoller Studien anleiten [14].

Bibliometrische Studienanalyse Forschungsproduktivität [15], am häufigsten zitierte Publikationen [16], wissenschaftliche Ergebnisse der Länder [17], Bewertung der wissenschaftlichen Aktivität [18], Schlüsselwortauswahl Wirkung auf Zitationen [19], Wirkung sozialer Medien auf die Forschungswirkung [ 20,21,22], internationale Kooperationen [23, 24] und die Erhöhung der Sichtbarkeit und Wirkung der Forschung [25, 26] und vergleicht die relativen wissenschaftlichen Beiträge bestimmter Forschungsbereiche, Gruppen oder Institutionen [27]. Als Top-Citited oder High-Citited Papers werden diejenigen Papers bezeichnet, die in einem bestimmten Zeitraum die meisten Zitationen erhalten haben [28]. In den letzten zehn Jahren ist das Interesse an der Verwendung von am häufigsten zitierten Artikeln als Indikatoren in Forschungsbewertungen gestiegen [29]. Die limitierte bibliometrische Studie wurde zu den Publikationsmustern bei Nanopartikeln untersucht, insbesondere zu „magnetischen Nanopartikeln“ und „Drug Delivery“. Eine Suche in der Datenbank Web of Science nach allen bibliometrischen Publikationen im Bereich Nanopartikel zeigt sieben Dokumente [30,31,32,33,34,35,36]. Lediglich eine Studie [30] wertete die wissenschaftliche Literatur zur Wirkstoffabgabe im Bereich Nanopartikel aus, die die Studie auf 1974–2015 beschränkte. Daher ist eine umfassende und aktuelle bibliometrische Studie zu „Nanopartikeln“ erforderlich. Dieser Beitrag berichtet über die Verwendung eines bibliometrischen Ansatzes zur Analyse der Produktivität und Entwicklung von Publikationen zum Titel Nanopartikel im Zeitraum 1980–2017.

Zur Ableitung bibliometrischer Daten werden häufig webbasierte Zitationsdatenbanken wie Scopus und Web of Science (WoS) verwendet [37]. Da WoS die älteste Zitationsdatenbank ist, weist sie eine starke Abdeckung mit bibliometrischen Daten auf, die bis ins Jahr 1900 zurückreichen [38]. Die Web of Sciences Core Collection (als Teil von WoS) ist eine führende Datenbank mit hochwertigen und multidisziplinären Forschungsinformationen, die vom Institute of Scientific Information (ISI), auch bekannt als Thomson Reuters, abonniert wurde [13].

Bibliometrie kann die qualitative Peer-Evaluation nicht ersetzen. Daher sollte es mit Vorsicht verwendet werden, um die wissenschaftlichen Ergebnisse zu bewerten [39]. Daher wird eine qualitative Analyse neben bibliometrischen Studien mehr Einblick in wissenschaftliche Ergebnisse liefern [40]. Daher wird in dieser Studie der wachsende Trend der in den letzten Jahren veröffentlichten Dokumente auf dem Gebiet der Nanopartikel berücksichtigt. Die Datenbank Web of Science wurde verwendet, um in den Jahren 1980–2017 eine bibliometrische Analyse der Forschungsreferenzen zu Nanopartikeln durchzuführen. Der erste Artikel über Drug Delivery und magnetische Nanopartikel wurde jedoch im Jahr 2003 veröffentlicht. Das Hauptziel dieses Papiers ist es, die am häufigsten zitierten Veröffentlichungen auf dem Gebiet der Nanopartikel zu identifizieren und zu analysieren, um einen Weg für die zukünftige Forschung zu finden. Die quantitative und qualitative Analyse der am häufigsten zitierten Artikel zu Drug Delivery und magnetischen Nanopartikeln gibt einen allgemeinen Überblick über die aktuelle Forschung und Leitlinien für zukünftige Forschungen. Variantenbalkendiagramme wurden basierend auf Begriffen wie Erscheinungsjahr, Autor, Publikation, Schlagwort und Land erstellt, um zusätzliche Einblicke zu ermöglichen. Ziel ist es, den Forschungsstand des Nanopartikel-Forschungsfeldes in dieser jüngsten Zeit aufzuzeigen.

Methode

Die Daten wurden am 17. Oktober 2017 aus der Datenbank der Web of Science Core Collection erhoben. Alle Zitationsindizes der Web of Science Core Collection, einschließlich Science Citation Index Expanded, Social Sciences Citation Index, Arts &Humanities Citation Index, Emerging Sources Citation Index und relevante Konferenzen Verfahrenszitatindex wurden nach „Nanopartikel*“ im Titel der Dokumente durchsucht. Die Ergebnisse verfeinert durch „Magnetic Nanoparticle*“ und „Drug Delivery“ zum Thema Dokumente. Die Ergebnisse aus 2066 Dokumenten, die alle bibliometrischen Daten im Zeitraum zwischen dem Erscheinungsjahr und dem 17. Oktober 2017 umfassen, wurden erhoben. Um die Unterschiede zwischen der Datensammlung aus SCOPUS- und WoS-Datenbanken zu vergleichen, führen die Forscher eine (TITLE („Nanopartikel*“)) UND (TITLE-ABS-KEY („Magnetic Nanoparticle*“ UND „Drug Delivery“)) Suche in der SCOPUS-Datenbank durch und 1368 Dokumente gefunden. Daher ist die WoS-Datenbank umfassender und die abschließende Analyse wird an WoS-Datensätzen durchgeführt.

Nach dem Sammeln der endgültigen Daten wurde eine Netzwerk-Visualisierungssoftware namens VoSViewer (http://www.vosviewer.com/) verwendet, um die Publikationsausgabe basierend auf jedem Gruppierungsfarbcode zu demonstrieren. Die Abkürzung „VOS“ steht im VOSViewer für „Visualisierung von Ähnlichkeiten“ [41]. VOSviewer ist ein Computerprogramm, das eine auf Relevanz basierende Karte erstellt und Schlüsselwörter aus dem Text in Titeln und Zusammenfassungen von Dokumenten geclustert hat [42]. Es gibt viele Softwares für Mapping und Visualisierung, wie BibTechMon, Bibexcel, CiteSpaceII, CoPalRed, IN-SPIRE, Leydesdorffs Software, Network Workbench Tool, Sci2 Tool, Vantage Point und VOS Viewer [43]. Der VOSviewer ist einer von ihnen, der für bibliometrische Karten, wissenschaftliche Forschung und grafische Darstellung bestimmt ist.

Um wissenschaftliche Ergebnisse im Bereich der Forschung zu analysieren, wurde eine webbasierte Software namens HAMMER verwendet. HAMMER ist ein webbasierter Server zur Automatisierung einer Netzwerkanalyse für Literaturstudienskripte [44]. Bei der Qualitätsanalyse der Dokumente wurden die 100 Dokumente mit den meisten Zitationen pro Jahr untersucht. Es gab 42 Forschungsarbeiten und 57 Übersichtsarbeiten an der Spitze der häufig zitierten Ratio-Dokumente. In dieser Studie wurden die 42 Forschungsartikel qualitativ analysiert.

Um die gegenwärtigen Unterthemen des Nanopartikel-basierten Forschungsgebiets abzubilden, insbesondere die Wirkstoffabgabe und magnetische Nanopartikel, werden Datentabellen erstellt, um alle 42 Referenzen in 2 Dimensionen zu identifizieren. Zunächst werden die auf diese Studien fokussierten Themen einzeln erhoben und die zweite Dimension sind die in diesen Dokumenten angewandten Forschungsmethoden. Die Datenerstellung erfolgt durch Fokussierung auf den Artikeltext, insbesondere den Abstractteil. Die Ergebnisse dieser Reihe von am häufigsten zitierten Referenzen zeigen Möglichkeiten für zukünftige Forschungen auf.

Ergebnis und Diskussion

Analyse der Erscheinungsjahre

Abbildung 1 zeigt die Ausgabe von veröffentlichten Artikeln aus dem Jahr 2003 bis zum ersten Halbjahr 2017. Es gibt eine unterschiedliche Anzahl von Veröffentlichungen in Variantenabschnitten. Wie in Abb. 1 dargestellt, wächst die Zahl der Veröffentlichungen im Zeitraum 2003–2012 sukzessive mit einem Aufwärtstrend von fünf Artikeln im Jahr 2003 auf etwa 171 Artikel im Jahr 2012 an Veröffentlichungen in diesem Jahr. Wir können einen seltenen Rückgang im Jahr 2014 von 253 auf 245 feststellen. Aber danach, im Jahr 2015, wurde der Rückgang kompensiert und die Zahl der veröffentlichten Artikel erreichte fast 291. Diese Zahl der Artikel macht 14% aller veröffentlichten Artikel aus zu allen Zeiten.

Erscheinungsjahre sortiert nach der Anzahl der veröffentlichten Artikel

Analyse der Autoren

Wie Abb. 2 zeigt, ist der aktivste Autor Alexiou C., der an über 22 von insgesamt 2066 Artikeln im Bereich Nanopartikel mitgewirkt hat. Diese enorme Zahl an Veröffentlichungen entspricht zu jeder Zeit über 1% der Veröffentlichungen. In Tabelle 1 sind die ersten 10 Autoren mit ihrer Artikelanzahl aufgeführt. Autoren wie Yang VC, David AE und Akbarzadeh A haben an bis zu 18 Artikeln und Gunduz U an 17 Publikationen zum Thema Wirkstoffabgabe und Nanopartikel mitgewirkt. Sie erscheinen in der zweiten bis fünften Reihe von Tabelle 1. Nach unseren Recherchen verdanken produktivere Autoren wie Zhang Y und Lyer S bis zu 15 Artikel über Nanopartikel. Abbildung 3 zeigt den am häufigsten zitierten Autor der Welt, AK Gupta, der mit großen Unterschieden die höchsten Artikelzitationen aufweist. In seinen Arbeiten geht es im Allgemeinen um die geringe Größe von Partikeln, die sie zu ihren fantastischen einheitlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften führt [45] und wie sie heute für verschiedene biomedizinische Anwendungen verwendet werden [46]. Wie wir in der Abbildung sehen können, haben Zhang MQ, Duguet E, Yang VC und Jin Xie voraussichtlich die meisten Zitate nach Prof. AK Gupta erhalten.

Wichtige Autoren mit der Anzahl der veröffentlichten Artikel

Wichtige Autoren mit der Anzahl der Artikelzitate

Analyse von Publikationen

In Abb. 4 weist das Journal of Nanoscience and Nanotechnology [16] mit über 65 Artikeln im Bereich Nanopartikel die meisten veröffentlichten Artikel auf. Fast 62 Artikel wurden in Biomaterials veröffentlicht. Diese Zeitschrift hat die am häufigsten zitierten Veröffentlichungen mit insgesamt 10.000 Zitaten. Das Journal of Magnetism and Magnetic Materials aus den Niederlanden belegt mit rund 60 Artikeln den dritten Platz der beliebtesten Publikationen. Eine deutsche Zeitschrift namens Small und ACS Nano sowie Advanced Drug Delivery Reviews stehen mit etwa 3000 Zitationen an der Spitze.

Wichtige Veröffentlichungen mit der Anzahl der Artikel in ihrem Datensatz und ihren Zitationen

Analyse von Keywords

Die Analyse verschiedener Schlüsselwörter hilft Forschern, dominante Forschungsthemen zu erkunden. Die Top 10 der Keywords mit den meisten Zitationen sind in Abb. 5 dargestellt. Das Wort „Magnetic Nanoparticles“ kam mit rund 16.000 Zitationen mehr als 475 Mal vor. Das zweite häufig gesuchte Schlüsselwort ist „Drug Delivery“, das knapp über 300 verwendet und über 20.000 Mal erwähnt wurde. Zusammenfassend sind die beliebtesten Schlagworte in unserem Forschungsgebiet, wie Abb. 5 zeigt, Drug Delivery, magnetische Nanopartikel, MRT, Hyperthermie, Eisenoxid, Nanopartikel, Oberflächenmodifikation, magnetische Nanopartikel, Magnetresonanztomographie und Zellmarkierung zitiert aus 20.000 bis 4000 mal. Wörter wie siRNA, mesoporöses Siliziumdioxid, Gentransfer und multifunktional werden mit weniger als 2000 Zitaten am wenigsten zitiert.

Wichtige Schlüsselwörter genannt und die Anzahl ihrer Zitate

Länderanalyse

Abbildung 6 gibt ein vollständiges Bild der Nanopartikelforschung auf der ganzen Welt. Dieser Aufteilungsleitfaden bietet so wichtige Daten für Analysten, um den Ort zu entdecken, an dem sie mit der Arbeit beginnen oder eine Zusammenarbeit aufbauen sollten. Untersuchungen zeigen, dass 2066 Artikel in 73 Ländern verfasst wurden. Die Top-10-Länder in diesem Bereich mit ihrer Anzahl an Veröffentlichungen sind in Tabelle 2 aufgeführt, da sie 87,71 % aller Veröffentlichungen repräsentieren. Die USA, China, Indien und der Iran weisen im internationalen Vergleich die größte nennenswerte Zahl an Publikationen auf. Japan hat sich als Industrieland nicht auf diese Branche konzentriert, aber Länder wie Italien, Taiwan und Frankreich glänzen in der achten, neunten bzw. zehnten Reihe. Deutschland hat 123 veröffentlichte Artikel aus der Gesamtzahl von 2066 Veröffentlichungen zu Nanopartikeln und liegt damit auf Platz fünf. Südkorea und Spanien haben beide 5,3 % der Gesamtpublikationen ausgemacht und belegen den sechsten bzw. siebten Platz.

Länder sortiert nach der Anzahl der veröffentlichten Artikel

Top 100 der zitierten Artikel

In dieser Studie werden 2066 Dokumente quantitativ analysiert. Durch die Sortierung nach der Anzahl der Zitationen pro Jahr ergibt sich, dass es nur 7 Artikel gibt, die über 100 Mal pro Jahr zitiert wurden. Die Festlegung des Schwellenwerts auf 21 Zitationen pro Jahr führt zu den Top 100 der Veröffentlichungen. Gemäß [47,48,49,50] Papieren ist es üblich, die Top 100 mit den meisten Zitationen pro Jahr zu analysieren. Diese Analyse wird die Top-100-Zeitschriften, die wichtigsten verwandten Schlüsselwörter, die Top-Länder und die Top-Teilforschungsbereiche im Bereich Nanopartikel hervorheben. Danach könnte der Leser vor Beginn seiner Recherche aus den Schlagworten und Recherchebereichen auswählen, um eine hohe Anzahl von Zitationen pro Jahr anzustreben. Der andere Vorteil dieser Analyse ist die Idee, welche Zeitschrift besser geeignet ist, um den auf Nanopartikel basierenden Artikel oder die Übersichtsartikel einzureichen.

Die meisten Übersichtsartikel werden pro Jahr häufiger zitiert als die Artikel desselben Fachgebiets [20]. Review Papers sprechen über den Hintergrund des Studiums und geben dem Leser eine allgemeine Vorstellung davon, was er/sie in diesem Bereich weiter tun sollte; Dies ist einer der Gründe, warum das Review-Papier mehr verwendet wird als Artikel, die ihre Zitationszahl erhöhen. Die Dokumenttypen für die Top 100 Papers mit der höchsten Zitationsquote pro Jahr sind 42 % Artikel, 57 Review Papers und nur 1 Review Paper aus einem Buchkapitel. In dieser Studie werden wir die Daten sowohl quantitativ als auch qualitativ basierend auf den 100 am häufigsten zitierten Artikeln bzw. 42 am häufigsten zitierten Artikeln analysieren.

Quantitative Analyse

Analyse der Keywords in den Top 100 Cited Papers

Einer der wichtigsten Faktoren bei einer quantitativen Analyse ist die Keyword-Analyse. In diesen Top-100-Papieren wurden 457 verschiedene Schlüsselwörter verwendet. Die Grafik in Abb. 7 zeigt die Popularität von Keywords, Keywords, die mehr als 5-mal wiederholt werden, in den Top 100-Zitaten pro Jahr. Wie dargestellt, haben die Stichworte Drug-Delivery und Magnetic Nanoparticles als Schlüsselwörter unter 455 anderen die größte Popularität, die 47 bzw. 46 Mal wiederholt wird. Eisenoxid-Nanopartikel sind mit einem großen Unterschied an dritter Stelle 37 Mal in 100 Veröffentlichungen aufgetreten.

Keywords sortiert nach der Anzahl der veröffentlichten Artikel

In letzter Zeit hat sich die Verwendung magnetischer Nanopartikel zu einer objektiven Technik zur Wirkstoffabgabe entwickelt [51]. Darüber hinaus haben Eisenoxid-Nanopartikel superparamagnetische Eigenschaften und werden für die MRT-Überwachung verwendet, die auf Hirntumoren oder Brustkrebs als Vehikel für die Wirkstoffabgabe abzielt [52,53,54]. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese drei Keywords miteinander verflochten sind und zusammen ganz oben auf der Liste der am häufigsten verwendeten Keywords stehen. In-VIVO und Biomedical Applications sind in einer ziemlich gleichen Anzahl von Artikeln enthalten, 28 bzw. 24. Kontrastmittel, superparamagnetische Nanopartikel, In-VITRO und Quantum Dots sind die Schlüsselwörter mit fast gleicher Popularität von 16 bis 13 Veröffentlichungen unter den 100 meistzitierten Veröffentlichungen.

Gesundheit ist heutzutage der wichtigste Faktor in unserem Leben, und alle gesundheitsrelevanten Themen wie Methoden der Wirkstoffkombination für einen therapeutischen Effekt oder jede Krankheitsbehandlung von Lebewesen auf Basis von Nanopartikeln sind von Interesse [55]. Drug Delivery belegt den ersten Platz unter den Keywords in allen Papers und in den Top 100 Citations/Year Papers. Das Stichwort Magnetische Nanopartikel liegt in beiden Rankings an zweiter Stelle (Tabelle 3). Der Grund ist die Popularität aller Arten der Anwendung über magnetische Nanopartikel, wie zum Beispiel die Steigerung von MRT-Daten und Tissue-Engineering-Methoden, die Modifizierung der Wirkstoffabgabe zusammen mit der Krebsdiagnose [56]. An dritter Stelle stehen Eisenoxid-Nanopartikel aufgrund ihrer nützlichen Verwendung in medizinischen und biomedizinischen Anwendungen. IO-Nanopartikel als umweltfreundliches und ungiftiges Material haben superparamagnetische Eigenschaften und biomedizinische Anwendungen, die der Welt heutzutage helfen [57, 58].

Die Schlagwörter Nummer vier und fünf der Top 100 Zitationen/Jahre-Papiere haben die Plätze in der Rangliste in der Spalte aller Artikel getauscht. Dies bedeutet, dass, obwohl biomedizinische Anwendungen im Vergleich zu In-VIVO-Experimenten nützlicher sind, in den Top 100 der zitierten Artikel das Schlüsselwort In-VIVO häufiger verwendet wurde als biomedizinische Anwendungen. Da In-VIVO begrenzter ist und seine eigenen biomedizinischen Anwendungen hat, mit anderen Worten, das Wort Biomedizinische Anwendungen enthält Unterthemen wie In-VIVO, die Top-100-Zitate pro Jahr haben sich mehr auf das spezielle Gebiet namens In-VIVO als auf biomedizinische Anwendungen konzentriert .

Einer der interessanten Punkte dieses Vergleichs ist das Stichwort Kontrastmittel. Bestimmte Kontrastmittel werden für MRT, Sonographie oder Röntgenuntersuchungen weiterentwickelt [59]. Eine ideale zukünftige medizinische Bildgebung, als Kontrastmittelanwendung, ist notwendig, um nebenwirkungsfreie Behandlungen zu erreichen [60]. Daher sind heute Kontrastmittel und ihre Anwendung in der medizinischen Bildgebung wichtiger und konventionelle Forschungen und die damit verbundenen Veröffentlichungen werden häufiger zitiert als Veröffentlichungen zum Thema Krebs. Superparamagnetische Nanopartikel wie IO-Nanopartikel, die auf Rang 3 stehen, werden in verschiedenen biomedizinischen Anwendungen verwendet. Dies ist ein recht häufiges Forschungsthema, das den siebten Platz im Ranking der 100 besten Citation Papers und den 12. Platz im Ranking aller Papers belegt

Auf das Ranking des In-VIVO-Keywords folgt das In-VITRO-Keyword im Ranking der gesamten Beiträge, aber in der Top-100-Rangliste liegen drei Themen zwischen In-VIVO und In-VITRO. Insgesamt besteht der Vorteil von In-VIVO-Experimenten im Vergleich zu IN-VITRO darin, dass Forscher die Auswirkungen auf ein lebendes Ziel in seiner natürlichen Umgebung erkennen können und die kommenden Ergebnisse genau sein werden [61]. Dies ist der Grund, warum In-VIVO-Forschungen heutzutage zu den am häufigsten zitierten Forschungen gehören.

Analyse des Forschungsgebiets in den Top 100 der meistzitierten Artikel

In dieser Analyse werden wir die Daten basierend auf 100 der am häufigsten zitierten Artikel analysieren und die Rankings der Forschungsbereiche in 100 der am häufigsten zitierten Artikel mit den Forschungsbereichen in allen Artikeln vergleichen. Es gibt 13 bzw. 37 verschiedene Forschungsthemen, die in den Top 100 der am besten zitierten Artikel und in allen Artikeln verwendet werden. Die Grafik in Abb. 8 zeigt die Popularität des Forschungsbereichs, den Ruf des Forschungsbereichs in den Top 100 Zitationen/Jahresaufsätzen. In 100 Artikeln, darunter 42 Artikel und 57 Übersichtsartikel und eine Rezension zu einem Buchkapitel, ist das häufigste Forschungsgebiet „Chemie“. „Material Science“ ist in der Tat der zweitbeliebteste Forschungsbereich mit einem kleinen Unterschied von nur einer Arbeit.

Forschungsgebiete sortiert nach der Anzahl der veröffentlichten Artikel

Nanopartikel haben unterschiedliche Anwendungen in der Chemie, sie werden beispielsweise als Katalysator zur Beschleunigung chemischer Reaktionen, als industrieller Wasserverunreinigungsentferner durch chemische Reaktionen usw. verwendet [62]. Diese verschiedenen Forschungen haben die Chemie zur Nummer 1 gemacht, und 48 der am häufigsten zitierten Veröffentlichungen [von 100] zu Nanopartikeln wurden in der Chemie erforscht. Es wird analysiert, dass die Autoren der Chemieartikel nicht nur Experten auf einem einzigen Gebiet der Chemie sind, sondern auch unterschiedliche Autoren, die in verschiedenen Kategorien wie Biomedizintechnik, Molekulargenetik und Mikrobiologie, Physik und Radialdiagnostik qualifiziert sind. Das gleiche Muster existiert für das Forschungsthema der Materialwissenschaften. Überraschenderweise waren nur wenige der Autoren als Professoren im Fachbereich Materialwissenschaften tätig. Um diese Art von Arbeiten im Bereich der Materialwissenschaften zu schreiben, ist es notwendig, Autoren mit unterschiedlichen Fachkenntnissen in einigen Bereichen der medizinischen Physik, der biologischen Wissenschaften, der Physik, der Chemie und Biochemie, der Radiologie, der Pharmazie usw. zu sammeln.

Wissenschaft und Technik – andere Themen werden in 34 von 100 Arbeiten erforscht. Die Analyse der Anschriften der Autoren zeigt, dass der Begriff „andere Themen“ in diesem Forschungsbereich hauptsächlich Bereiche wie Bioingenieurwesen, Biomedizintechnik und Mikroelektronik meint. Physik, Pharmakologie und Pharmazie sowie Ingenieurwissenschaften sind die Fächer, die in den 100 meistzitierten Veröffentlichungen 21-, 17- bzw. 15-mal verwendet wurden. Wie in Abb. 8 gezeigt, scheinen Chemie, Materialwissenschaften sowie Wissenschaft und Technik wirklich mit Nanopartikeln zu tun zu haben. In letzter Zeit sind sie viel kontroversere Themen als Physik, Pharmazie oder Ingenieurwesen.

Wie oben diskutiert, ist das Hauptziel für die Top-100-Papiere, um eine hohe Zitation zu erzielen, die Forschung in multidisziplinären Bereichen und nicht nur in reiner Physik, Pharmazie oder sogar Ingenieurwissenschaften allein. Tabelle 4 vergleicht die Rankings des Forschungsbereichs in 100 der am häufigsten zitierten Artikel und das Ranking in allen Artikeln. Insgesamt liegen Forschungsthemen wie Chemie und Materialwissenschaften auf Augenhöhe und werden die Plätze in der Rangliste irgendwie tauschen. Die anderen Bereiche wie beispielsweise Physik, Pharmakologie und Pharmazie, Ingenieurwissenschaften und Biotechnologie sowie angewandte Mikrobiologie werden in beiden Analysen gleich eingestuft.

Analyse von Zeitschriften in den Top 100 der meistzitierten Artikel

Die Reputation von Zeitschriften in den Top 100 der meistzitierten Arbeiten ist in Abb. 9 dargestellt. Das Balkendiagramm zeigt bekannte Zeitschriften, die mindestens 2 Arbeiten aus den Top 100 der meistzitierten Arbeiten im Bereich Nanopartikel veröffentlicht haben. Das Journal of Biomaterials hat im Vergleich zu anderen Zeitschriften mit Abstand die meisten Veröffentlichungen. Es liegt auf der Hand, dass diese Zeitschrift besser geeignet ist, damit eine verwandte Arbeit eine hohe Zitationsrate pro Jahr erhält. Die Zeitschrift Small ist die zweitbeliebteste Zeitschrift in dieser Studie, die 7 Artikel aus der Top-100-Zitatliste veröffentlicht hat. Das Journal of Accounts of Chemical Research liegt zusammen mit dem Journal of Advanced Drug Delivery Reviews auf den nächsten Plätzen mit der geringeren Anzahl an Veröffentlichungen in diesem Bereich.

Zeitschriften sortiert nach der Anzahl der veröffentlichten Artikel (Zeitschriften werden mindestens zweimal verwendet)

In dieser Phase werden die oben genannten Zeitschriften mit Zeitschriften verglichen, die die meisten Beiträge in allen Nanopartikel-basierten Referenzen veröffentlicht haben. In Tabelle 5 ist zu sehen, dass die Zeitschrift für Biomaterialien nach wie vor die beste ist und als die Zeitschrift mit den zweitmeisten veröffentlichten Artikeln im Bereich Nanopartikel gilt. Überraschenderweise werden andere Zeitschriften ganz anders bewertet. Generell sind die Zeitschriften mit den meistzitierten Arbeiten im Bereich Nanopartikel nicht in allen Dokumenten die Top 10 der meistgenutzten Zeitschriften. Daher muss dieser Aspekt bei der Suche nach einer geeigneten Zeitschrift für die Einreichung im Bereich Nanopartikel, Wirkstoffabgabe oder magnetische Nanopartikel berücksichtigt werden.

Qualitative Analyse

In dieser Studie werden wir die Daten anhand von 42 meistzitierten Artikeln qualitativ analysieren. Die Idee ist, die wichtigen Themen zu Nanopartikeln zu kennen, die untersucht wurden, die am häufigsten oder am wenigsten verwendeten Themen, die Fortschritte gemacht haben (siehe Tabelle 6).

Fächer der Nanopartikel-Studien

Diese Analyse versucht, die Perspektiven von Materialien, Wirkstoffabgabe, therapeutischen und diagnostischen, Beschichtungs-, Targeting- und Bildgebungsperspektiven von Nanopartikelstudien zu diskutieren. Die am häufigsten verwendeten Themen und ihre Unterthemen werden in dieser Studie betrachtet. Die meisten Artikel in der Liste der 42 meistzitierten Artikel in unserem Datensatz konzentrieren sich auf superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel. Dieses Material wird üblicherweise als Nanopartikel mit magnetischen Eigenschaften verwendet, die auch als magnetische Nanopartikel, superparamagnetische Nanopartikel oder Eisenoxid-Nanopartikel bezeichnet werden. Die Hälfte der auf magnetischen Nanopartikeln basierenden Artikel verwendet Magnetresonanz-Bildgebung als Bildgebungsverfahren. Es gibt nur einen einzigen Artikel, der therapeutische MNPs verwendet [63].

Multifunktionale mesoporöse Nanopartikel sind die zweitbeliebtesten Materialien, die in einigen Literaturstellen manchmal mit den magnetischen Nanopartikeln überlappen [64,65,66,67,68]. In den 42 meistzitierten Artikeln wird Silber nur einmal als Nanopartikelmaterial verwendet. Der auf Silbernanopartikeln basierende Artikel hat seine einzigartige Art der Wirkstoffabgabe, eine Abgabe auf Chitosan-Nanocarrier (NC)-Basis unter Verwendung von Fluoreszenzbildgebung. Es wurde in der Krebstherapie zusammen mit magnetischen Nanopartikeln und multifunktionalen mesoporösen Nanopartikeln eingesetzt [69].

Die Wirkstoffabgabe ist eine beliebte Studie unter den Nanopartikelstudien. Unterthemen wie die gezielte Behandlung von Krebsmedikamenten, die Abgabe von Medikamenten an Krebszellen oder die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten haben mehr als ein Viertel der Themen unserer Datenbankartikel zugeordnet. Es wird festgestellt, dass nur eine Forschung auf einer Thermotherapie oder Chemotherapie von Krebs basiert [70] und andere Artikel zur Krebstherapie mit Hilfe der kontrollierten Wirkstoffabgabe oder der Magnetresonanztomographie oder sogar beidem zur Krebstherapie geforscht haben. Fluoreszenzbildgebung und Nahinfrarot-Fluoreszenzbildgebungsverfahren werden in Artikeln verwendet, die von 2009 bis 2011 veröffentlicht wurden. Dies ist ein Beweis dafür, dass die Methode ihre Fortschritte gemacht hat und ihre Zitierrate pro Jahr in den letzten Jahren zurückgestuft wurde.

Unter allen verschiedenen Forschungen und Experimenten zu beschichteten Nanopartikeln ist die Beschichtung von superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln berühmt geworden. Es ist interessant, dass keines der superparamagnetischen Eisenoxide der Beschichtung im Gegensatz zu anderen Typen eine MRT-Bildgebung verwendet hat.

Methods of Nanoparticles Studies

The analysis of variant methods used by 42 top-cited articles shows the use of either common or particular different methods of nanoparticle-based studies. Each popular method has been utilised in 5 to as low as 1 article among all 42 top-cited articles. Methods such as hydrothermal methods, coprecipitational method, modified solvent method, quantitative analysis, decomposition method, water-based method, solvothermal method, hetero-interparticle coalescence strategy, thermodynamic modelling, film hydration method, and solid-phase biopanning methods are used in this set of papers.

Hydrothermal methods are quite popular using superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Solvothermal methods are considered hydrothermal where the solvent is water. There are researches done by both hydrothermal and solvothermal methods based on superparamagnetic iron oxide nanoparticles [67, 71]. Modified solvent methods along with solvothermal methods are applied in recent experiments [70,71,72,73].

In this study, 42 references with the highest citation/year rate on nanoparticles were reviewed. Most of the references have nominated superparamagnetic iron oxide nanoparticles as the nanoparticles’ materials, followed by a few references focusing on targeting anticancer drugs or drug delivery for cancer therapy. A certain number of articles have been using magnetic resonance imaging, following a few considered fluorescence imaging, near-infrared fluorescence imaging, molecular-targeted imaging, and positron emission tomography as their imaging agents. In general, references’ arrangement has a connection with a wide scope of research goals. Nevertheless, the techniques used for nanoparticle-based researches are just divided into a few.

The limitation of this study is collecting data from the Web of Science Core Collection based on title search for “Nanoparticle*” with “Magnetic Nanoparticle*”, and “Drug delivery” in the topic. Therefore, documents in other databases such as SCOPUS were not considered. Although, the number of documents in the WoS database is higher than that in the SCOPUS database in this research area. There might be some relevant articles which talk about “Nanoparticle”, but the word “Nanoparticle” is not in the title of the paper. Such papers and also low-cited documents were not included in the quantitative and qualitative analysis. One of the merits of this study is to encourage the researchers to start their research in multidisciplinary zones and not just in pure physics, pharmacy, or even engineering alone. The 42 top-cited documents which were analysed qualitatively give an insight into the drug delivery and magnetic nanoparticles research area.

Schlussfolgerungen

In summary, an extensive bibliometric analysis of nanoparticles-based research documents was made with the help of the Web of Science database. Nanoparticle-based researches were characterised quantitatively and qualitatively from 2003 to 2017. The result shows an increase in the number of articles published during these years. Researchers from the USA and China contributed most of the publications. Analysis of keywords shows the stressed points in nanoparticle research field which guides to a direct and inform future. Chemistry and material science research areas are the most common areas using nanoparticles. The key factor for this success is researching in multidisciplinary zones and not just in pure physics or pharmacy or even engineering.

Abkürzungen

ISI:

Institute of Scientific Information

ACS:

American Chemical Society

CNTs:

Carbon-based nanotubes

IO nanoparticles:

Iron oxide nanoparticles

MNPs:

Magnetische Nanopartikel

MRI:

Magnetic resonance imaging

NC:

Nanocarrier

NSET:

National Society for Earthquake Technology

siRNA:

Small interfering RNA

VOS:

Visualisation of similarities

WoS:

Web of Science