Journal américain de l'administration de médicaments et de la thérapeutique Libre accès

Abstrait

Une étude des propriétés physico-chimiques sur la préservation des nanoparticules

Seitaro Kamiya

L'importance de la concentration des nanoparticules est de plus en plus reconnue dans le soutien au développement des produits pharmaceutiques. Dans cette optique, le maintien d'un état stable dans les nanoparticules est un problème majeur. Une méthode comprenant la lyophilisation avec l'expansion des saccharides peut être utilisée pour maintenir l'état des nanoparticules. En médecine, cependant, cette méthode n'a pas été suffisamment évoquée. Dans cette étude, des trisaccharides, des tétrasaccharides et des pentasaccharides ont été ajoutés aux suspensions de nanoparticules, suivies d'une réhydratation des échantillons, qui avaient été soit séchés régulièrement, soit lyophilisés. La taille de la molécule après réhydratation a ensuite été estimée. De même, chaque saccharide a été valorisé à l'aide d'un diffractomètre à faisceau X sur poudre et d'un appareil de calorimétrie différentielle à contrôle (DSC). Nous avons étudié la relation entre l'ensemble des nanoparticules et la forme précieuse des saccharides et de leurs structures en utilisant les résultats obtenus des données sur la taille des molécules, la concentration en rayons X sur poudre et les courbes DSC. La mesure des nanoparticules a été effectuée lors de la lyophilisation, tandis que l'accumulation de molécules s'est produite lors de l'utilisation d'échantillons séchés ordinaires. De plus, la cristallinité du saccharide cristallin n'a pas été enregistrée dans l'échantillon lyophilisé, mais elle l'était dans l'échantillon séché ordinaire.

La cytotoxicité des nanoparticules est provoquée par quelques composants. Quelques cas de nanomatériaux provoquant une cytotoxicité sont le résultat de la substance elle-même, et certaines nanoparticules présentent une libération sans composant clair. Certaines nanoparticules d'une substance spécifique sont considérées comme présentant des risques de nocivité plus graves que des particules de plus grande taille de la même substance. La dispersion des particules dans le corps et l'accumulation d'un type particulier de molécule dans une partie spécifique du corps, qui dépendent de la taille de la molécule et de la marque de surface, sont considérées comme des problèmes fondamentaux. De plus, lorsque les nanoparticules s'accumulent dans le corps sans libération approprié, elles peuvent provoquer une nocivité chronique. Les principaux sites d'absorption et organes cibles des nanoparticules sont inconnus ; cependant, il semble que le foie et le taux puissent être des organes cibles. Si les nanoparticules sont ingérées, inhalées ou consommées par la peau, elles peuvent provoquer la formation d'espèces réceptives à l'oxygène (ROS), notamment des radicaux libres. Les ROS produisent une pression oxydative, une aggravation et des dommages résultant de diverses matières organiques, par exemple les protéines, l'ADN, etc. Outre la création de ROS, d'autres facteurs affectant la légèreté comprennent la taille, la morphologie, la structure d'agglomération, la forme, la synthèse des composés, la structure de surface, la charge de surface, la conglomération et la solvabilité. En raison de leur petite taille, les nanoparticules peuvent traverser les intersections tissulaires et même les membranes cellulaires où elles provoquent des dommages fondamentaux aux mitochondries ou attaquer le noyau où elles provoquent de véritables changements de l'ADN entraînant la mort cellulaire.

La cytotoxicité provoquée par les nanomatériaux résultant de la liaison entre la surface du nanomatériau et les segments cellulaires. À mesure que la distance diminue, la zone de surface de la molécule augmente de manière exponentielle. Dans ce sens, même lorsque les particules ont une structure similaire, elles peuvent avoir des degrés de cytotoxicité totalement différents en fonction de la taille de la molécule et de la réactivité de la surface. En outre, la taille de la molécule provoque d'énormes différences dans le système de transport cellulaire et la dissémination in vivo. De cette manière, non seulement les propriétés chimiques et la cytotoxicité dépendante de la taille sont importantes pour l'évaluation de la cytotoxicité d'un nanomatériau, mais c'est également la mesure de la cytotoxicité dépendante de la taille.

Pour produire une cytotoxicité et une réaction incendiaire dans des modèles animaux, il est essentiel que les nanoparticules se déplacent au-delà de la limite épithéliale. À cet égard, la taille des nanoparticules joue un rôle clé dans la cytotoxicité. En raison de l'inhalation de nanoparticules, les nanoparticules s'infiltrent profondément dans le parenchyme pulmonaire. Diverses nanoparticules mesurées présentent des schémas de dispersion explicites dans les voies respiratoires. La distribution des nanoparticules est également influencée par le nombre de Stokes et le nombre de Reynolds. Au début, les particules sont largement diffusées à l'état gazeux, mais après l'inhalation, elles se déplacent vers l'état liquide dans les liquides respiratoires. La distribution d'un médicament ou de nanoparticules in vivo, ou pharmacocinétique, est également un facteur important dans l'évaluation de la cytotoxicité. De nombreuses études ont analysé la distribution in vivo de nanomatériaux. Les nanoparticules d'une largeur supérieure à 6 nm ne peuvent pas être libérées par les reins et s'accumuler dans des organes spécifiques, par exemple le foie et la rate, jusqu'à ce qu'elles soient libérées par le système phagocytaire mononucléaire. La plupart des nanoparticules qui s'accumulent dans le foie et la rate provoquent de véritables symptômes. Par exemple, les particules quantiques de séléniure de cadmium (CdSe) restent dans les tissus jusqu'à huit mois et provoquent une hépatotoxicité. Cette norme pharmacocinétique des nanoparticules dépend de la taille des molécules et de la science de la surface. Ils ont utilisé des particules de 10 à 250 nm et ont évalué la distribution in vivo après perfusion intraveineuse dans un modèle de rongeur. Ils ont découvert que les nanoparticules de 10 nm étaient transportées différemment de leurs homologues plus grandes. Elles ont été trouvées dans pratiquement tous les organes, y compris le sang, le foie, la rate, les reins, les testicules, le thymus, le cœur, les poumons et le cerveau. Entre-temps, la plupart des nanoparticules de plus de 50 nm ont été identifiées uniquement dans le sang, le foie et la rate.

En raison de leur petite taille, les nanoparticules sont généralement utilisées comme vecteurs de médicaments par le biais d'un véhicule inactif ou actif. Leur internationalisation cellulaire réussie dépend de la biocompatibilité. En particulier, les propriétés externes de l'état électronique de surface sont essentielles à l'absorption cellulaire et peuvent également être impliquées dans la cytotoxicité. En général, pour concentrer la viabilité in vitro, les nanotransporteurs sont introduits dans une cellule cible en couches 2D pour des tests thérapeutiques et démonstratifs. Cependant, une telle technique doit être repensée avant les tests in vivo, car un tel modèle en couches pourrait ne pas être du tout comme celui d'une spécialité cellulaire où les correspondances de cellule à cellule sont essentielles au développement métallique.