ساخت نانوسامانه‌ی اکسید آهن- طلای عامل‌دار شده با سیکلودکسترین جهت استفاده به عنوان نانوسامانه با قابلیت تشخیص و درمان چندگانه

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده‌ی علوم و فن‌آوری‌های نوین، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده‌ی علوم و فن‌آوری‌های نوین، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

3 استاد، گروه شیمی، دانشکده‌ی شیمی و علوم زیستی، دانشگاه آلبورگ، آلبورگ، دانمارک

چکیده

مقدمه: افزایش آمار افراد مبتلا به سرطان، موجب جلب توجه بسیاری از محققان حوزه‌ی علوم پزشکی به سمت یافتن روشی ایمن جهت درمان آن شده است. کاربرد نانوفن‌آوری در این زمینه بسیار راه‌گشا می‌باشد و موجب طراحی نانوسامانه‌های دارای قابلیت تشخیص و درمان هم‌زمان شده است. بر این اساس، هدف از انجام پژوهش حاضر، ساخت سامانه‌ای با قابلیت کاربرد در زمینه‌ی تشخیص و درمان چندگانه بود.روش‌ها: در این تحقیق، نانوذرات اکسید آهن با استفاده از روش تجزیه‌ی حرارتی ساخته شد و با استفاده از روش لیون و طی پنج مرحله، با پوششی از جنس طلا پوشیده شد. در انتها، سیکلودکسترین بر سطح سامانه متصل و سپس، پلیمر شد. ساخت موفق سامانه، با استفاده از آزمون‌های مشخصه‌یابی مختلفی بررسی و ارزیابی گردید.یافته‌ها: نتایج نشان دهنده‌ی ساخت موفق نانوذرات اکسید آهن با قطر متوسط 15 نانومتر بود که به خوبی توسط پوششی از جنس طلا پوشش‌دهی شد و در نتیجه، اندازه‌ی آن به 35 نانومتر افزایش پیدا کرد. همچنین، حضور سیکلودکسترین بر سطح این سامانه با استفاده از آزمون‌های مشخصه‌یابی تأیید شد.نتیجه‌گیری: نانوسامانه‌ی معرفی شده در این پژوهش، به علت حضور نانوذرات اکسید آهن و طلا، قابلیت کاربرد در دو روش تشخیصی Magnetic resonance imaging (MRI) و سی‌تی اسکن را دارد. به علاوه، حضور سیکلودکسترین و اکسید آهن در ساختار این نانوسامانه، امکان استفاده از آن را به عنوان سامانه‌ی انتقال داروهای آب‌گریز و همچنین، در زمینه‌ی نور- گرما درمانی و هایپرترمیا فراهم می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis of Fe3O4@Au Nanosystem Functionalized with Cyclodextrin as a Nanosystem with Multimodal Diagnosis and Treatment Capabilities

نویسندگان [English]

  • Atefeh Zarepour 1
  • Ali Zarrabi 2
  • Kim Lambertsen Larsen 3
1 PhD Student, Department of Biotechnology, School of Advanced Sciences and Technologies, University of Isfahan, Isfahan, Iran
2 Associate Professor, Department of Biotechnology, School of Advanced Sciences and Technologies, University of Isfahan, Isfahan, Iran
3 Professor, Department of Chemistry, School of Chemistry and Bioscience, Aalborg University, Aalborg, Denmark
چکیده [English]

Background: Increase in the number of peoples with cancer attract many researchers in the field of medical science to find a safe approach to treat it. The application of nanotechnology in this field is very promising, and has led to the design of nanosystems with the ability of simultaneous diagnose and therapy. Based on this, the aim of this project was the synthesis a system with functionality in multimodal diagnosis and therapy.Methods: Here, iron oxide nanoparticles were synthesized through thermal decomposition method, and were covered by Au during five irritations using Lyon's method. Finally, cyclodextrins were attached, and then polymerized on the system. The successful preparation of the system was evaluated using different characterization tests.Findings: Results showed the prosperous preparation of iron oxide nanoparticles with 15 nm mean diameter which was coated with a gold cover that increased the size to 35 nm. Moreover, the presence of cyclodextrin on the surface of system was confirmed by analytical characterization tests.Conclusion: The nanosystem introduced in this project, due to the presence of iron oxide and Au nanoparticles, has the ability to be used in two diagnostic approaches, magnetic resonance imaging (MRI) and computed tomography (CT) scan. Moreover, the presence of cyclodextrin and iron oxide in its structure allows it to be used as a hydrophobic drug delivery system, as well as in photothermal therapy and hyperthermia.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cyclodextrins
  • Iron oxide
  • Nanoparticles
  • Gold compounds

مراجع

  1. Silva CO, Pinho JO, Lopes JM, Almeida AJ, Gaspar MM, Reis C. Current trends in cancer nanotheranostics: Metallic, polymeric, and lipid-based systems. Pharmaceutics 2019; 11(1): E22.
  2. Bose RJ, Paulmurugan R, Moon J, Lee SH, Park H. Cell membrane-coated nanocarriers: The emerging targeted delivery system for cancer theranostics. Drug Discov Today 2018; 23(4): 891-9.
  3. Nabil G, Bhise K, Sau S, Atef M, El-Banna HA, Iyer AK. Nano-engineered delivery systems for cancer imaging and therapy: Recent advances, future direction and patent evaluation. Drug Discov Today 2019; 24(2): 462-91.
  4. Lammers T, Kiessling F, Hennink WE, Storm G. Nanotheranostics and image-guided drug delivery: Current concepts and future directions. Mol Pharm 2010; 7(6): 1899-912.
  5. Grant J, Naeim M, Lee Y, Miya D, Kee T, Ho D. Engineering multifunctional nanomedicine platforms for drug delivery and imaging. In: Rai P, Morris SA, editors. Nanotheranostics for cancer applications. Cham, Switzerland: Springer International Publishing; 2019. p. 319-44.
  6. Mostaghasi E, Zarepour A, Zarrabi A. Folic acid armed Fe3O4-HPG nanoparticles as a safe nano vehicle for biomedical theranostics. J Taiwan Inst Chem Eng 2018; 82: 33-41.
  7. Bao F, Yao JL, Gu RA. Synthesis of magnetic Fe2O3/Au core/shell nanoparticles for bioseparation and immunoassay based on surface-enhanced Raman spectroscopy. Langmuir 2009; 25(18): 10782-7.
  8. Tripodo G, Wischke C, Neffe AT, Lendlein A. Efficient synthesis of pure monotosylated beta-cyclodextrin and its dimers. Carbohydr Res 2013; 381: 59-63.
  9. Fragoso A, Sanrom+a B, Ortiz M, O'Sullivan CK. Layer-by-layer self-assembly of peroxidase on gold electrodes based on complementary cyclodextrin-adamantane supramolecular interactions. Soft Matter 2009; 5(2): 400-6.
  10. Leon FL, Sanz B, Sebastian V, Torres TE, Sousa MH, Coaquira JAH, et al. Gold-decorated magnetic nanoparticles design for hyperthermia applications and as a potential platform for their surface-functionalization. Sci Rep 2019; 9(1): 4185.
  11. Liu Y, Yang Z, Huang X, Yu G, Wang S, Zhou Z, et al. Glutathione-responsive self-assembled magnetic gold nanowreath for enhanced tumor imaging and imaging-guided photothermal therapy. ACS Nano 2018; 12(8): 8129-37.
  12. Zhao HY, Liu S, He J, Pan CC, Li H, Zhou ZY, et al. Synthesis and application of strawberry-like Fe3O4-Au nanoparticles as CT-MR dual-modality contrast agents in accurate detection of the progressive liver disease. Biomaterials 2015; 51: 194-207.
  13. Chen P, Song H, Yao S, Tu X, Su M, Zhou L. Magnetic targeted nanoparticles based on ß-cyclodextrin and chitosan for hydrophobic drug delivery and a study of their mechanism. RSC Adv 2017; 7(46): 29025-34.
  14. Oroujeni M, Kaboudin B, Xia W, Jonsson P, Ossipov DA. Conjugation of cyclodextrin to magnetic Fe3O4 nanoparticles via polydopamine coating for drug delivery. Prog Org Coat 2018; 114: 154-61.
  15. Wang J, Guo Z, Xiong J, Wu D, Li S, Tao Y, et al. Facile synthesis of chitosan-grafted beta-cyclodextrin for stimuli-responsive drug delivery. Int J Biol Macromol 2019; 125: 941-7.
  16. Jeon H, Kim J, Lee YM, Kim J, Choi HW, Lee J, et al. Poly-paclitaxel/cyclodextrin-SPION nano-assembly for magnetically guided drug delivery system. J Control Release 2016; 231: 68-76.
  17. Zarrabi A, Vossoughi M. Paclitaxel/β-CD-g-PG inclusion complex: An insight into complexation thermodynamics and guest solubility. J Mol Liq 2015; 208: 145-50.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 37، شماره 534 - شماره پیاپی 534
مرداد و شهریور 1398
صفحه 792-797

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 01 مرداد 1398
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار