撤回された記事：ポリエチレングリコールでコーティングされたコバルトフェライトナノスフェアとナノ粒子の毒性の比較研究

はじめに

近年、磁性ナノ材料は基礎研究と技術応用の両方で大きな関心を集めています。これらのアプリケーションには、ドラッグデリバリービヒクル[1,2,3]、磁気共鳴画像法（MRI）[4,5,6]、温熱療法[7,8,9]、バイオセンサー[10]、細胞が含まれますが、これらに限定されません。分離[11]、タンパク質分離[11、12]、遺伝子磁気感染[13、14、15]、および環境汚染と修復[16、17]。硬磁性材料としてのコバルトフェライトは、MRI、標的化ドラッグデリバリー、および温熱療法の加熱メディエーターの造影剤として使用されます[18、19、20、21、22、23]。コバルトフェライトは生物医学的用途に使用されますが、溶液中に放出されるコバルトの量が多いために毒性が高く、溶液中で凝集し、界面活性剤を使用すると表面へのアクセスが悪くなるなどの制限があります。したがって、この問題は、特定の生体適合性、非毒性、および水安定性の分散材料による表面改質の使用によって克服されました[24、25、26、27、28]。さらに、コバルトフェライトの製造は、特定の用途に合わせた組成、形状、サイズで簡単かつ費用効果が高くなります。ナノサイズのコバルトフェライトの合成には、メカノケミカル[29]、ソノケミカル[30]、共沈[31、32]、マイクロエマルジョン[33]など、さまざまな手法が採用されています[34、35、36、37 、38]。同様に、クルクミンをテンプレートとして使用して、調整された蛍光銅ナノクラスターの製造に、シングルステップの環境に優しい方法を含む他の技術が採用されました[39]。これらの技術のほとんどの主な欠点は、調製された材料の結晶化度が低いことであり、これが磁気特性の大幅な劣化につながります。この点で、熱水[40]およびソルボサーマル[41]技術は、形態と結晶化度が制御されたコバルトフェライトを合成するための最も効果的かつ効率的な技術です。

文献では、銀ナノ粒子（Ag NP）などのさまざまなナノ材料が抗菌治療および関連する感染症に使用されることが報告されており、さまざまな疾患の薬物送達および治療のためのナノ媒体として使用されています[42]。別の総説では、鉄酸塩が廃水からさまざまな化学的および生物学的種を除去するために使用されることが報告されています[43]。コバルトフェライトナノ材料の生物医学的応用では、主な問題は臓器へのコバルトフェライトの蓄積であり、臓器から収集されたナノ材料を緊急に除去する必要があり、コバルトフェライトによって引き起こされる損傷を治癒する必要がある体内の毒性をもたらします。何人かの研究者が抗炎症薬を研究し、これらの薬がナノマテリアルによって誘発される毒性を減らすことができることを発見しました[44、45]。抗酸化、抗変異、抗腫瘍、および発癌性の特性を備えたクルクミンは、コバルトフェライトナノ材料によって誘発される毒性の治癒剤として使用できます[46、47、48]。 TNFに直接結合することにより、invitroおよびinvivoからTNFブロッカーとして使用することができます[49]。

この作業の目的は、制御された形態を備えたラボで、ポリエチレングリコール（PEG）でコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子とナノスフェアを製造することでした。さまざまな用量のナノマテリアルをマウスに静脈内注射し、血液分析、生体内分布、HE染色、および細胞生存率を調べて、これらのナノマテリアルの毒性を評価しました。コバルトフェライトナノ粒子とナノスフェアの毒性の比較が行われ、クルクミンがマウスのコバルトフェライトナノスフェアによって誘発される毒性の治癒剤として使用されました。コバルトフェライトナノスフェアは、表面積が拡大しているため、ナノ粒子よりも毒性が高く、ナノ粒子よりも毒性が高く、反応性が高いことが示されました。私たちの知る限りでは、これは私たちの以前に実施されていないこの種の最初の詳細な研究です。

材料と方法

ナノマテリアルの準備

PEGでコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子の調製には、熱水技術を採用しました[40、47]。この目的のために、塩化コバルト（0.2 M）と硝酸第二鉄（0.4 M）の溶液をそれぞれ25 mLの脱イオン（DI）水で別々に調製し、次にこれらの溶液を25 mLのポリエチレングリコール水溶液（2.5 mM）と混合しました。それぞれ水酸化ナトリウム（3 M）。次に、混合物を20分間撹拌し、ステンレス鋼（SS）オートクレーブに注ぎ、180°Cで6時間加熱しました。プロセスが完了したら、混合物を室温まで冷却し、次に溶液を脱イオン水とエタノールを使用して2〜3回洗浄し、混合物から不要な不純物をすべて除去しました。混合物をオーブン内で約80°Cで一晩乾燥させた後、微粉末に粉砕して、目的のコバルトフェライトナノ粒子を得ました。

PEGでコーティングされたコバルトフェライトナノスフェアの調製には、ソルボサーマル法を使用しました。この目的のために、塩化コバルト六水和物を40 mLのエチレングリコール（2.5 mM）に溶解し、続いて1.35gの塩化鉄六水和物と1gのポリエチレングリコール（PEG）を添加しました。次に、混合物を約30分間撹拌し、次にテフロンで裏打ちされたSSオートクレーブに密封した。次にオートクレーブを200℃で8時間加熱し、反応が終了した後、室温まで冷却しました。混合物を脱イオン水およびエタノールで洗浄し、次にオーブン内で80℃で一晩乾燥させた。最後に、混合物を微粉末に粉砕して、直径が80〜100nmの範囲のPEGコーティングされたコバルトフェライトナノスフェアを得ました。調製されたナノ材料の形態は、参考文献で使用されている方法に従って、X線回折（XRD）によって調査されました。 [50]、参考文献で使用されている走査型および透過型電子顕微鏡（SEMおよびTEM）。 [50、51]、参考文献と同様のコバルトフェライトの官能基を決定するための室温フーリエ変換赤外（FTIR）分光法。 [51]、ラマン分光法、および参考文献で使用されている熱重量分析（TGA）分析。 [52]。

ナノマテリアルの放射性標識

PEGでコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子とナノスフェアの放射性標識は、 ^99m で実行されました。 還元剤として塩化第一スズを使用するTc [53,54,55]。この目的のために、新鮮な ^99m TcO ₄ ジェネレーター溶出液（活性が約4 mCiの50μL）は、30μLのSnCl ₂ に添加して調製しました。 懸濁液（0.5 NHCl中1mg / mL）。 NaHCO ₃ の助けを借りて 溶液（1 M）では、懸濁液のpHを8〜10の範囲に調整しました。コバルトフェライトに約0.4％wtを含むナノ粒子およびナノスフェア（各40μL）の溶液を、塩化第一スズ（50μg）、アスコルビン酸（10 mg / mL）、および ^99m の懸濁液と混合しました。 TcO ₄ 。次に混合物を10,000rpmで25分間80℃で撹拌した。正確な測定のために、 ^99m の寿命が短いため、放射能カウントは24時間以内に記録されました。 Tc（〜6 h）。次に、遠心分離後に上澄みをデカントし、残りの物質が ^99m であると確認した。 Tc-PEG-コバルトフェライトナノ粒子およびナノスフェア。ペーパークロマトグラムを使用して、標識化合物の放射能収量を測定しました。これは、in vivoでのマウスにおけるナノマテリアルの実際の生体内分布を反映した65％以上でした。

ナノマテリアルの生体内分布

図1に示すように、昆明SPFマウス（雌、6〜8週齢、体重18〜20 g）は、中国蘭州大学の医学研究所から入手しました。すべてのマウスは、21〜22°Cに維持された温度制御システムの下でケージに入れられ、08：00から20：00hまでライトがオンになりました。食物と水道水への自由なアクセスがマウスに与えられ、それらは国立医学研究協会によって策定された実験動物管理のプロトコルと米国国立衛生研究所のガイドラインに従って取り扱われました。マウスをランダムにいくつかのグループに分け、各グループに5匹のマウスを入れてから、 ^99m を静脈内注射しました。 ナノ粒子とナノスフェアのTc-PEG-コバルトフェライト溶液で、それぞれ1時間、6時間、16時間、24時間後に死滅しました。心臓、肺、肝臓、脾臓、腎臓の組織をすぐに解剖し、ホイルで包み、重さを量り、 ^99m の放射能を測定しました。 各組織のTcは、ガンマカウンター検出器を使用して測定されました。マウスのさまざまな臓器におけるナノマテリアルの生体内分布は、ウェットティッシュのグラムあたりの注入量の割合（つまり、％ID / g）で表されました。

実験モデルの概略図

ヘマトキシリンおよびエオシン染色

ヘマトキシリン・エオジン（HE）染色では、パラフィンワックスをキシレンにスライスして脱ロウし、このプロセスをそれぞれ約10分間2回繰り返しました。サンプルの水和は、100％エタノール、95％エタノール、および70％エタノールの濃度でそれぞれ2分間、さまざまなエタノール溶液にスライドを移すことによって行われました。スライドを水道水を流しながら室温で約2分間すすぎ、プロセスが終了したら、核をヘマトキシリン染色液で60°Cで10秒間、次に室温で1分間染色し、スライドを配置しました。水道水を流しながら室温で約5分間。作業中のエオシンY溶​​液でサンプルを2分間染色し、次に最初に95％エタノールに浸し、次に100％エタノールにそれぞれ2分間浸してサンプルを脱水しました。エオシン染色液に15秒間浸漬することにより、細胞質を7秒間染色した。除去後、細胞質を洗浄し、無水エタノールで1分間ずつ2回脱水し​​ました。次に、組織をキシレンで15秒間透明にし、細胞質を調べてから、中性の歯茎シールを使用して写真を撮りました。組織の顕微鏡検査は、デジタルカメラと組み合わせたOlympusMicrophot-CX41顕微鏡を使用して実行されました。

生化学的指標と炎症性因子

250マイクログラムのPEGコーティングコバルトフェライトナノ粒子とナノスフェアを暴露群のマウスに静脈内注射し、対照群は0.9％の生理食塩水で処理し、24時間後にすべてのマウスを殺した。マウスから採血し、約10分間遠心分離して血清を得た。 TB、ALT、AST、BUN、CREA、およびCys-Cの血清含有量は、酵素免疫測定法（ELISA）およびウエスタンブロットによって測定されました。肝臓に結合している酵素、IL-6、IL-8、およびTNF-αは、壊死によって誘発される炎症反応において重要な役割を果たします。通常、これらの発現の高レベルは、臓器が炎症に反応するときに発生します。

MTT細胞生存率アッセイ

PEGでコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子およびナノスフェアの細胞毒性の可能性は、細胞の代謝活性を評価するための比色分析であるMTTによって決定されました。中国の上海から購入したヒト上皮細胞L-132およびヒト単球THP-1は、30〜125μg / mLの範囲のさまざまな濃度のナノ粒子および50〜250μg / mLの範囲のナノスフェアに曝露され、光学密度はマイクロプレート分光光度計システム（UNICO WFZ UV-2000、上海、中国）を使用して、さまざまなアッセイで590nmで測定。吸入がナノマテリアルの主要な暴露経路であるため、L-132細胞が選択され、異物の除去における役割のためにTHP-1細胞が使用された。各アッセイにおいて、未処理の細胞をネガティブコントロールとして評価しました。酵素活性の阻害が細胞で観察され、未処理（ネガティブコントロール）細胞と比較され、値はネガティブコントロールの比率の形で導き出され、ナノ粒子とナノスフェアの濃度に対してプロットされました。

統計分析

各データポイントは、3回行った実験の平均値（±sem）として報告されました。差異の有意性は分散分析を使用して評価され、統計チャートはOriginとMicrosoftExcelソフトウェアの助けを借りて作成されました。

結果と考察

構造解析

調製したナノ材料の構造解析（XRD、FTIR、ラマン、TGA）を図2に示します。図2aのXRDの結果は、ナノスケールでのコーティングおよび非コーティングのコバルトフェライトを表しており、コバルトフェライトが正常に製造されたことを示しています。 XRDデータで観察されたすべてのピークの位置と相対強度は、コバルトフェライトの結晶性を確認します。余分なピークは観察されませんでした。これは、調製されたコバルトフェライトの純度を示しています。コバルトフェライトの平均結晶子サイズは、シェラーの式[56]を使用して決定され、約24nmであることがわかりました。フーリエ変換赤外（FTIR）分光法を実施して、コバルトフェライト中の（ニッケル、コバルト、および鉄の）カチオン分布を調査しました。図2bは、室温で収集されたFTIRデータを示しています。理論的には、コバルトフェライトには2つの強い吸収帯があります（ʋ ₁ およびʋ ₂ ）400〜600 cm ^-1 の範囲に現れる他のいくつかと一緒に 。これらのピークはすべて、図2bに示すデータに明確に示されています。 FTIRデータでは、ʋ ₁ 四面体サイトでの金属の固有の伸縮振動に対応しますが、ʋ ₂ 八面体サイトでの金属イオンの伸縮振動に対応します[57,58,59]。 FTIRに3421cm ^-1 で現れるピーク ポリエチレングリコール（PEG）に対応し、コバルトフェライトの表面での結合が成功したことを示します。室温で収集されたコバルトフェライトのラマン分析を図2cに示します。これは、データに見られる5つの異なるピークを示しています。 700 cm ^-1 未満に現れるピーク 主な特性のピークです（ A _1g 四面体サイトでのFe–O結合に沿った酸素イオンの伸縮に対応するコバルトフェライトのモード）[60]、データに表示される他のピークもコバルトフェライトに属します。これは、私たちの実験でPEG-コバルトフェライトの製造が成功したことを確認します。図2dは、50〜380°Cの温度範囲で収集されたサンプルのTGA結果を示しています。これは、コバルトフェライトがさまざまな温度で重量を失うことを示しています。また、TGA分析では、PEGの熱安定性が比較的低いのに対し、PEG-コバルトフェライトの熱安定性は高いことも明らかです。

a コバルトフェライトのXRD結果。 b 500〜4000 cm ^-1 の範囲で使用されるフーリエ変換赤外（FTIR）分光法 。 c 190〜1000 cm ^-1 で収集されたサンプルの室温ラマンスペクトル 周波数範囲。 d PEGコーティングされたCoFe ₂ の熱重量分析（TGA） O ₄ 50〜400°Cの温度範囲で収集

サンプルの電子顕微鏡分析を図3に示します。図3（a）と（b）は、それぞれPEGコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子とナノスフェアのSEM画像を示し、図3（c）と（d）はそれぞれを示しています。それぞれナノスフェアとナノ粒子のTEM分析。これらの結果は、ナノ粒子の平均サイズが約25 nm、ナノスフェアの平均サイズが80〜100nmであることを示しています。ナノスフェアのTEM画像から、ナノスフェアは大きな表面積を持つ多数の小さなナノ粒子で構成されていることが明らかであり、それによってメソポーラスになり、薬物運搬媒体としてのナノ材料の医療用途に非常に望ましい。これらすべての構造解析により、純粋な相のPEGコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子とナノスフェアの形成が成功したことが確認されます。

コバルトフェライトナノ粒子のSEM（ a ）およびナノスフェア（ b ）。 PEGコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子のTEM画像（ c ）およびナノスフェア（ d ）、さまざまな解像度で収集

生体内分布研究

定量的に、異なる時間間隔（1、6、16、および24時間）後の血液、心臓、肝臓、脾臓、肺、および腎臓におけるPEコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子およびナノスフェアの生体内分布を図4に示します。 ^99m の静脈内注射後24時間以内に、血液およびその他の臓器におけるコバルトフェライトの存在を評価しました。 Tc-PEG-コバルトフェライト溶液（ナノ粒子およびナノスフェア）。図4（a）に示すナノスフェアの場合、コバルトフェライトの血液保持は、1時間の曝露後に6.5±0.33％ID / gであることがわかり、その後、次の時間間隔で徐々に減少しました（つまり、 6、16、および24 h）。ナノスフェアは主に心臓、肝臓、脾臓、肺、腎臓に分布していることがわかりました。しかし、それらのほとんどは主に脾臓に蓄積されていました。さらに、さまざまな臓器におけるナノスフェアの生体内分布は、最初の1時間後に最も高く、その後徐々に減少し、6時間後には30％未満にとどまることがわかりました。コバルトフェライトナノ粒子の場合、ナノ粒子の血液保持は、曝露の1時間後に約2.8±0.14％ID / gであり、体の血液プールからの放射性物質の比較的速いクリアランスを示し、その後、時間の経過とともに減少しました。図4（b）に示すように。ナノ粒子は心臓、肝臓、脾臓、肺、腎臓に分布し、脾臓と肝臓に最大濃度で分布していました。この図から、血液やその他の臓器におけるナノ粒子の生体内分布は、最初の1時間後に最も高く、6時間後に徐々に減少し、24時間後に最終的に最低値に達したことが明らかです。ナノスフェアとナノ粒子の生体内分布の結果を比較すると、マウスの血液やその他の臓器におけるPEGコーティングされたコバルトフェライトナノスフェアの蓄積/存在は、ナノ粒子と比較して多かったことがわかります。これは、ナノ粒子と比較して、ナノスフェアの大きな表面積と高い多孔性に関連している可能性があります。これは、生体系とのナノ材料の相互作用の反応性を決定する重要な要因の1つです。ナノ粒子の場合、比表面積が小さい非メソポーラスの性質により、同じ条件下でナノスフェアよりも反応性が低くなりました。これらの機能により、マウスの血液やその他の臓器におけるPEGコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子の長期にわたる耐性が低下した可能性があります。さらに、ナノスフェアは生体分子との複合体形成を引き起こし、ラジカル種のレベルを上昇させ、酸化ストレスのレベルを上昇させ、細胞のDNAを損傷し、脂質過酸化による酸化ストレスを引き起こします。

PEG-CoFe ₂ の生体内分布 O ₄ ナノスフェア（ a ）に曝露されたさまざまな間隔（1、6、16、24 h）後の血液、心臓、肝臓、脾臓、肺、および腎臓で ）およびナノ粒子（ b ）

生化学的指標

マウスにおけるPEG-コバルトフェライトナノ粒子およびナノスフェアの毒性効果を研究するために、生化学的指標を測定し、結果を図5に示します。ALT、AST、BUN、CREA、TB、およびCys-Cを含むさまざまなパラメーターを測定しました。対照群および暴露群のマウス。 * P を使用したデータ抽出にはSPSSソフトウェアを使用しました <0.05は、測定中の大きな変化を表します。ナノスフェアとナノ粒子の両方で、対照群のマウスと比較した場合、すべての生化学的指標が有意な変化を示すことがわかります（* P <0.05）。コバルトフェライトナノスフェア曝露グループの場合、ALT、AST、およびBUNのレベルは有意差を示します（* P <0.05）対照群のマウスと比較して、ナノ粒子曝露群の場合、Cys-Cのみが対照群のマウスと比較して有意差を示します（* P <0.05）。腎機能のバイオマーカーの主な原因であるTBとCys-Cは、ナノスフェアの場合に大幅に減少したことがわかります。これは、腎臓がナノ粒子と比較してPEG-コバルトフェライトナノスフェアの曝露によってより影響を受けることを示唆しています。肝臓のバイオマーカーとしてのASTは、ナノ粒子とナノスフェアの両方の曝露によってより影響を受けました。これは、コバルトフェライトの曝露が肝機能に悪影響を与える可能性があることを示唆しています。これらすべての結果から、PEG-コバルトフェライトナノスフェアは、コバルトフェライトナノ粒子と比較して、invivoでマウスにより多くの損傷を引き起こしていることが明らかです。

対照、ナノ粒子、およびナノスフェア曝露群のマウスの血清中の生化学的指標。データは、3回行った2つの独立した実験の平均±S.Dを表しています。 * P <0.01

病理学的研究

図6に示すように、対照、ナノ粒子、ナノスフィア、および治療群のマウスの組織病理学的分析を示しました。ナノスフィアおよびナノ粒子曝露群の結果を対照群のマウスと比較すると、PEG-コバルトフェライトナノスフィアはナノ粒子曝露群と比較して、マウスのさまざまな臓器（肝臓、脾臓、腎臓、肺）でより多くの損傷を引き起こします。腎臓では、糸球体のうっ血が発生しました-ナノ粒子曝露および対照群のマウスと比較した場合、ナノスフェア摂取の場合、軽度の浮腫および間質性炎症細胞が見られます。ナノ粒子はナノスフェアよりも炎症が少ないこともわかります。ナノ粒子曝露の場合、肺への影響は比較的少ないことがわかりましたが、ナノスフェアの場合、肺胞壁が厚くなり、軽度の線維症が見られました。さらに、ナノスフェア曝露グループでは、肝細胞が腫れを示し、浮腫が発生しましたが、ナノ粒子曝露グループのマウスの場合、炎症は比較的少なかった。

さまざまなグループ（コントロール、ナノ粒子、ナノスフェア、および治療）の組織の組織切片

炎症性因子と酸化/抗酸化レベル

IL-6、IL-8、TNF-α、MDA、およびT-AOCの発現レベルを測定し、結果を図7に示します。図7aは、IL-6、IL-8、対照、ナノ粒子、およびナノスフェア曝露グループ用のβ-アクチン。コントロール、ナノ粒子、およびナノスフェア曝露グループのIL-6およびIL-8の相対タンパク質レベルを図7bに示し、TNF-α、MDA、およびT-AOCの含有量を図7c–に示します。 e with * P 曝露群対対照群の<0.05±sem。結果は、コバルトフェライトナノスフェア曝露群マウスのIL-6、IL-8、TNF-α、およびMDAのレベルがナノ粒子群のレベルよりも高く、これらのレベルは両方とも対照群のマウスよりも高いことを明らかにしました。 T-AOCの場合、ナノスフェアのレベルは、ナノ粒子曝露および対照群のマウスのレベルよりも低かった。これらすべての結果は、ナノ粒子とナノスフェアがマウス、特に肝臓で炎症を引き起こしていることを示しています。ただし、ナノスフェアはナノ粒子よりも臓器に影響を与えています。体内のナノマテリアルが酸素フリーラジカル（ROS）を生成し、それが抗酸化物質の一連の定性的還元を引き起こし、細胞生物に悪影響を与える生体組織の酸化損傷を引き起こすことはよく理解されています[61、62]。さらに、ナノ粒子に曝露されたマウスのIL-6、IL-8、TNF-α、MDA、およびT-AOCのレベルをナノスフェアに曝露されたマウスと比較すると、コバルトフェライトナノスフェアがより多くの炎症を引き起こすことがわかりました。ナノ粒子曝露グループのマウスと比較して。

IL-6、IL-8、TNF-α、MDA、およびT-AOCの発現。 a コントロール、ナノ粒子、およびナノスフェア曝露グループにおけるIL-6、IL-8、およびβ-アクチンのウエスタンブロットバンド。 b IL-6およびIL-8の相対的な発現レベル。 c TNF-αの含有量。 d MDAレベル。 e 対照群と曝露群（ナノ粒子とナノスフェア）のT-AOC含有量の統計チャート。 （* P <曝露群対対照群の0.05±sem）

細胞毒性評価

さまざまな濃度のPEGコーティングコバルトフェライトナノスフェアおよびナノ粒子の細胞毒性研究を実施し、結果を図8に示します。L-132細胞の生存率を図8（a）に示し、図8に示します。 （b）はTHP-1細胞の生存率を表します。 100μg/ mLを超える濃度では、両方の細胞で観察された生存率に有意な変化が見られ、PEGナノスフェアの場合に結果がより顕著であることがわかります。これは、コバルトフェライトナノスフェアがナノ粒子と比較してより多くの損傷を生み出していることを確認しています。さらに、細胞生存率は、ナノ粒子とナノスフェアの両方の濃度が高くなると低下します。これは、両方の形態のPEGコーティングコバルトフェライトが、濃度が高くなるとマウスでより多くの毒性を生み出すことを示しています。 2つの異なる細胞標的（L-132とTHP-1）のため、細胞死のメカニズムによっては、細胞応答が同一ではないと予想できます[63]。同様のサイズの粒子でも細胞標的の特異性を説明する考えられる理由は、単球（THP-1細胞）を特徴付ける食作用の機能に起因する可能性がありますが、肺上皮細胞は特徴づけられません[64]。単一のナノスフェアが多数の小さなナノ粒子で構成されていることはよく理解されています。したがって、それはナノ粒子と比較して大きな表面積を有し、したがって、それは、ナノ粒子と比較して、より多くの反応性および生物学的システム（組織）との相互作用のより多くの可能性を有する。さらに、ナノスフェアのサイズが大きいため、臓器に入ると、血液や尿の循環によって簡単に分泌されることはありません。したがって、それらはナノ粒子と比較して比較的長い時間体内（臓器）に留まり、それが次に組織に悪影響を及ぼします。さらに、ナノスフェアは、マクロファージの機能の低下、ナノスフェア自体の食作用の低下、およびマクロファージの可動性と細胞骨格の機能障害を引き起こします。

L-132細胞におけるPEGコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子およびナノスフェアの細胞毒性（ a ）およびTHP-1セル（ b ）。 * P <0.01および** P 未処理のコントロールと比較して、2つのセルで<0.05。データは、3回行った2つの独立した実験の平均±S.Dを表します

毒性に対するクルクミンの影響

ナノスフェア曝露群とクルクミン治療群の血清中の生化学的指標を調べ、その結果を対照群のマウスと比較しました。これを図9に示します。クルクミンの投与量をナノスフェア曝露および対照群のマウスと比較した場合。この図では、クルクミン投与後、ALT、AST、BUN、CREA、CYS-C、TBの発現量が正常値に近づいていることがわかります。これは、クルクミンが強力な抗酸化特性を持っており、コバルトフェライトによって誘発される毒性の結果として生じる酸化ストレスを軽減するという事実に起因する可能性があります[47]。 TNF-αとIL-1は肝壊死の誘発に重要な役割を果たし、クルクミンはマクロファージによるTNF-αとIL-1の分泌を阻害することにより毒性の影響を軽減することも報告されています[48]。以前に参考文献で報告された作業。 [65]。

対照群、ナノスフェア曝露群、および治療群のマウスの血清中の生化学的指標（* P <未処理のコントロールと比較して0.05）

結論

この作業では、水熱合成法とソルボサーマル法を使用して、PEGでコーティングされたコバルトフェライトナノ粒子とナノスフェアをそれぞれ製造することに成功しました。構造解析から、調製されたナノ材料は、PEGの付着に成功した結果、非常に純粋で、結晶性であり、生体適合性があることがわかりました。コバルトフェライトのナノスフェアとナノ粒子の両方が生物系に毒性があることがわかった。さらに、コバルトフェライトのナノスフェアは、表面積が大きく、生体組織との反応性が高いため、ナノ粒子よりも毒性が高いことが示されました。副作用のない天然化学物質であるクルクミンの投与後、生化学的指標の正の変化をモニターし、コバルトフェライトナノスフェアによって誘発される毒性の治癒剤として使用できることを確認しました。

変更履歴

略語

PEG：

ポリエチレングリコール

XRD：

X線回折

FTIR：

フーリエ変換赤外分光法

TGA：

熱重量分析

SPF：

特定の病原体は含まれていません

MRI：

磁気共鳴画像法

TNF：

腫瘍壊死因子

HE：

ヘマトキシリン-エオシン

SS：

ステンレス鋼

DI：

脱イオン化

SEM：

走査型電子顕微鏡

TEM：

透過型電子顕微鏡

TB：

総ビリルビン

ALT：

アラニンアミノトランスフェラーゼ

AST：

アスパラギン酸トランスフェラーゼ

BUN：

血中尿素窒素

CREA：

クレアチニン

Cys-C：

シスタチンC

DNA：

デオキシリボ核酸

MDA：

マロンジアルデヒドアッセイ

ROS：

酸素フリーラジカル

T-AOC：

総抗酸化能力