ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДОСТАВКИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ НА МОДЕЛИ ИЗОЛИРОВАННОГО СЕРДЦА КРЫСЫ
PDF

Ключевые слова

направленный транспорт
магнитные наночастицы
модель изолированного сердца
магнитное поле
магнетит
кремнезём

Как цитировать

Торопова, Я. Г., Богушевская, В. Д., Мишанин, В. И., Королёв, Д. В., & Гареев, К. Г. (2019). ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДОСТАВКИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ НА МОДЕЛИ ИЗОЛИРОВАННОГО СЕРДЦА КРЫСЫ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 105(3), 386–398. https://doi.org/10.1134/S0869813919030117

Аннотация

В данной работе на модели изолированного сердца крысы по Langendorff была произведена оценка эффективности магнитоуправляемой доставки наночастиц, синтезированных различными способами, в условиях наличия/отсутствия внешнего магнитного поля, изучено их влияние на параметры сократительной функции миокарда.

В ходе работы установлено, что наночастицы магнетита и композитные наночастицы железа и диоксида кремния в равной степени накапливаются в миокарде независимо от условий их введения, что может быть обусловлено недостаточным по силе воздействия влиянием магнитного поля. В условиях острого эксперимента накопление наночастиц в миокарде обеспечивало влияние на миокард, о чем свидетельствовало изменение  параметров его сократительной активности; в зависимости от вида наночастиц и условий их введения оказанное влияние носило разнонаправленный характер. Снижение сократительной активности изолированных сердец в ходе введения наночастиц не являлось критическим, функционирование миокарда сохранялось до конца эксперимента.

https://doi.org/10.1134/S0869813919030117
PDF

Литература

World Health Organization. 2016.

Jain A., Elgendy I. Y., Al-Ani M., Agarwal N., Pepine C. J. Advancements in pharmacotherapy for angina. Expert Opinion on Pharmacotherapy. 18(5): 457-469. 2017.

de Toledo, Lucas de Alcantara Sica, Helen Cassia Rosseto,Marcos Luciano Bruschi. Iron oxide magnetic nanoparticles as antimicrobials for therapeutics. Pharmac.Development and Technol. 23(4): 316-323. 2018.

Ge J., Zhang Y., Dong Z., Jia J., Zhu J., Miao, X., Yan B. Initiation of Targeted Nano-Drug Delivery in vivo by A Multifunctional Magnetic Implant. ACS Applied Materials & Interfaces. 9(24): 20771-20778 2017.

Qiu L., Zhu M., Gong K., Peng H., Ge L., Zhao L., Chen J. pH-triggered degradable polymeric micelles for targeted anti-tumor drug delivery. Materials Science and Engineering.78: 912-922. 2017.

Liu D. F., Qian C., An Y. L., Chang D., Ju S. H.,Teng G. J. Magnetic resonance imaging of post-ischemic blood–brain barrier damage with PEGylated iron oxide nanoparticles. Nanoscale. 6(24): 15161-15167. 2014.

Lopez-Viota M., El-Hammadi M. M., Cabeza L., Prados J., Melguizo C., Martinez M. A. R., Delgado A. V. Development and Characterization of Magnetite/Poly (butylcyanoacrylate) Nanoparticles for Magnetic Targeted Delivery of Cancer Drugs. AAPS PharmSciTech. 18(8): 3042-3052. 2017.

Michele K. Lima-Tenorio, Edgardo A. Gomez Pineda, Nasir M. Ahmad, Hatem Fessi, Abdelhamid Elaissari. Magnetic nanoparticles: In vivo cancer diagnosis and therapy. International J. Pharmac. 493: 313-327. 2015.

Gerben A. Koning, Gerard C. Krijger. Targeted multifunctional lipid-based nanocarriers for image-guided drug delivery. Anti-cancer agents in medicinal chemistry. 7: 425-440. 2007.

Gupta A.K., Naregalkar R.R., Vaidya V.D. Gupta M. Recent advances on surface engineering of magnetic iron oxide nanoparticles and their biomedical applications. Nanomedicine. 2(1): 23-39. 2007.

Королёв Д.В., Захарова Е.В., Евреинова Н.В., Торопова Я.Г., Печникова Н.А., Сергиенко Е.С., Гареев К.Г. Динамика естественного биораспределения магнитных наночастиц, полученных различными способами, при их однократном введении крысам стока wistar. Трансляционная медицина.3(4):56-65. 2016. [Korolev D.V., Zakharova E.V., Evreinove N.V., Toropova Y.G., Pechnikova N.A., Sergienko E.S., Gareev K.G.The Dynamics of the natural biodistribution of magnetic nanoparticles synthesized in various ways, when a single infusion to wistar rats. Translat. Med.3(4):56-65. 2016. (In Russ.)].

Кириленко А. В., Чехун В. Ф., Подольцев А. Д., Кондратенко И. П., Кучерявая И. Н., Бондар В. В.,Тодор И. Н. Анализ силового воздействия высокоградиентного магнитного поля на магнитные наночастицы в потоке жидкости. Биофизика. Докл. Нац. акад. наук Украины. 9: 162-172. 2010 [Kirilenko A.V., Chekchun V.F., Podolcev A.D., Kondratenko I.P., Kucheryavaya I.N., Bondar V.V., Todor I. N. Analysis of the force action of a high-gradient magnetic field on magnetic nanoparticles in a fluid flow. Biophysics. Reports Nat. Acad. Sci. of Ukraine. 9: 162-172. 2010. (In Russ.)].

Кириленко А. В., Чехун В. Ф., Подольцев А. Д., Кондратенко И. П., Кучерявая И. Н., Бондар В. В. Движение магнитных наночастиц в потоке жидкости при наложении постоянного магнитного поля. Биофизика. Докл. Нац. акад. наук Украины. 2: 186-196. 2012. (Kirilenko A.V., Chekchun V.F., Podolcev A.D., Kondratenko I.P., Kucheryavaya I.N., Bondar V.V. The motion of magnetic nanoparticles in the fluid flow by applying a constant magnetic field. Biophysics. Reports Nat. Acad. Sci. of Ukraine. 2: 186-196. 2012. (In Russ.)].

Fernandez-Pacheco R., Marquina C., Valdivia J. G., Gutierrez M., Romero M. S., Cornudella R., Jalon J. A. G. Magnetic nanoparticles for local drug delivery using magnetic implants. J. Magnetism and Magnetic Materials. 311: 318-322. 2007.

Furlani E. P., Ng K. C. Analytical model of magnetic nanoparticle transport and capture in the microvasculature. Physical Rev. 73(6): 061919. 2006.

Maciej Zborowski, Chan Bor. Fuh, Ralph. Green, Liping. Sun, Jeffrey J. Chalmers. Anal. Chem. 67(20): 3702-3712. 1995.

Alexiou C., Diehl D., Henninger P., Iro H., Rockelein R., Schmidt W., Weber H. A High Field Gradient Magnet for Magnetic Drug Targeting. Transactions Appl. Superconduct. 16(2): 1527-1530. 2006.

Долгополов М. А., Копытин И. В. Моделирование магнитной доставки микрочастиц в биосреду методом имплантации источников магнитного поля. Вестник Воронежского гос. универ. Серия: Физика. Математика. 2: 61-71. 2013. [Dolgopolov M.A., Kopytin I.V. Modeling of magnetic delivery of particles in the biological environment method of implantation of the sources of the magnetic field. Bull. Voronezh state Univer. Series: Physics. Mathematics. 2: 61-71. 2013.(In Russ.)].

Toropova Y.G., Golovkin A.S., Malashicheva A.B., Korolev D.V., Gorshkov A.N., Gareev K.G., Afonin M.V., Galagudza M.M. In vitro toxicity of FemOn, FemOn-SiO2 composite, and SiO2-FemOn core-shell magnetic nanoparticles. Int. J. Nanomedicine. 12: 593–603. 2017.

Королёв Д.В., Усков И.С., Сонин Д.Л.,Григорова Ю.Н.,Галагудза М.М., Постнов В.Н.,Наумышева Е.Б. Исследование острой токсичности, биораспределения и биоэлиминации наночастиц органокремнезёма. Биотехносфера. 1(25):21-24. 2013.[Korolev D. V., Uskov I. S., Sonin D. L.,Grigorova, Yu. N.,Galagudza M. M., Postnov V. N.,Naumychev E. B. a Study of acute toxicity, biodistribution and bioelimination nanoparticles organogenesis. Biotechnosphere.1(25):21-24. 2013. (In Russ.)].

Киселёв Д.Ф., Жукарев А.С., Иванов С.А., Киров С.А., Лукашева Е.В. Электричество и магнетизм. Методика решения задач. Учебное пособие. Физический факультет МГУ. 2010.[ Kiselev D. F., Gubarev A. S., Ivanov S. A., Kirov S. A., Lukasheva E. V. Electrichestvo I magnetism. Metodika Resheniya zadach. Fisicheskiy fakultet MGU. [Electricity and magnetism. Methods of solving problems. Textbook. Physical faculty of Moscow state Univer.] 2010].

Dobson J. Magnetic Nanoparticles for Drug Delivery. Drug Development Res. 67: 55-60. 2006.

Vaněček V., Zablotskii V., Forostyak S., Růřička J., Herynek V., Babič M., Sykova E. Highly efficient magnetic targeting of mesenchymal stem cells in spinal cord injury. Internat. J. Nanomed. 7: 3719. 2012.

Voltairas P. A., Fotiadis D. I., Michalis L. K. Hydrodynamics of magnetic drug targeting. Biomech. 35: 813-821. 2002.

Торопова Я.Г., Печникова Н.А.,Зелинская И.А.,Королев Д.В.,Гареев К.Г.,Маркитантова А.С., Богушевская В.Д. Поволоцкая А.В. Маньшина А.А. Изучение гемосовместимости магнитных наночастиц магнетита и композитных частиц магнетита-кремнезема. Бюлл. сибирской медицины. 17 (№3): 157-167. 2018.[Y. G. Toropova, Pechnikova N. A., Zelinskaya, A. I.,Korolev D. V.,Gareev K. G.,Markitantov A. S., Bogushevskaya V. D., Povolotskaya A. V., Manshina A. A. Study of hemocompatibility magnetic nanoparticles of magnetite and composite particles of magnetite-silica. Bull. Siberian medicine. 17 (3): 157-167. 2018.(In Russ.)].