RU2381030C2 - Method for administration of magnetic nanoparticles for local therapy in diseases of organism in experiment - Google Patents

Method for administration of magnetic nanoparticles for local therapy in diseases of organism in experiment Download PDF

Info

Publication number
RU2381030C2
RU2381030C2 RU2008112517/14A RU2008112517A RU2381030C2 RU 2381030 C2 RU2381030 C2 RU 2381030C2 RU 2008112517/14 A RU2008112517/14 A RU 2008112517/14A RU 2008112517 A RU2008112517 A RU 2008112517A RU 2381030 C2 RU2381030 C2 RU 2381030C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanoparticles
magnetic field
diseases
experiment
organism
Prior art date
Application number
RU2008112517/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008112517A (en
Inventor
Константин Григорьевич Добрецов (RU)
Константин Григорьевич Добрецов
Владимир Юрьевич Афонькин (RU)
Владимир Юрьевич Афонькин
Сергей Викторович Столяр (RU)
Сергей Викторович Столяр
Валентина Петровна Ладыгина (RU)
Валентина Петровна Ладыгина
Александр Валентинович Сипкин (RU)
Александр Валентинович Сипкин
Original Assignee
Константин Григорьевич Добрецов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Григорьевич Добрецов filed Critical Константин Григорьевич Добрецов
Priority to RU2008112517/14A priority Critical patent/RU2381030C2/en
Publication of RU2008112517A publication Critical patent/RU2008112517A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2381030C2 publication Critical patent/RU2381030C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Magnetic Treatment Devices (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: tissues of an organism are coated with a substance presented by ferrihydride nanoparticles prepared of cultivation of bacteria Klebsiella oxytoca which are recovered from sapropel of Borovoe lake, the Krasnoyarsk Territory. Application of the substance is followed with exposure to the external magnetic field during 30 minutes.
EFFECT: deeper penetration of nanoparticles into the tissue.
6 dwg

Description

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для проведения местной терапии при различных заболеваниях организма.The invention relates to medicine and can be used for local therapy for various diseases of the body.

Известен способ введения магнитных наночастиц в организм мышей с помощью градиента магнитного поля, где железосодержащее нановещество вводят внутривенно и воздействуют внешним магнитным полем /1/.A known method of introducing magnetic nanoparticles into the body of mice using a magnetic field gradient, where the iron-containing nanosubstance is administered intravenously and is exposed to an external magnetic field / 1 /.

Недостатком известного способа является большая концентрация нановещества и системное токсическое воздействие препарата на организм.The disadvantage of this method is the high concentration of nanosubstances and systemic toxic effects of the drug on the body.

Кроме этого, известен способ местного применения наночастиц магния в виде мази для улучшения заживления тканей /2/.In addition, there is a method of topical application of magnesium nanoparticles in the form of an ointment to improve tissue healing / 2 /.

Недостатком этого способа является отсутствие магнитных свойств у нановещества, которым можно управлять внешним магнитным полем.The disadvantage of this method is the lack of magnetic properties of the nanosubstance, which can be controlled by an external magnetic field.

Задачей предлагаемого способа является оценка способности проникновения магнитных наночастиц в ткани организма для проведения местной терапии при заболеваниях. Поставленная задача достигается за счет того, что на ткани организма наносят вещество из железосодержащего соединения и воздействуют внешним магнитным полем.The objective of the proposed method is to assess the ability of magnetic nanoparticles to penetrate into body tissues for local therapy for diseases. The task is achieved due to the fact that the substance of the iron-containing compound is applied to the body tissues and is exposed to an external magnetic field.

Магнитные наночастицы ферригидрита Fe2О3·nН2О были получены в результате культивирования бактерий Klebsiella oxytoca, выделенных из сапропеля озера Боровое - Красноярский край. Отобранный в озере сапропель пропускали через магнитный сепаратор. Выделенные таким образом микроорганизмы рассеивали на агаризованную среду и выращивали для получения колоний. Выращенную в жидкой среде биомассу проверяли на наличие магнитных частиц на ФМР-спектрометре. Для выделения магнитных наночастиц биомассу отделяли центрифугированием (10 мин, 10000 об/мин) и разрушали на ультразвуковом дезинтеграторе УЗДН (1 мин, 44 кГц, 20 кВт). Полученные осадки высушивали при температуре 60-80°С.Magnetic nanoparticles of Fe 2 O 3 · nH 2 O ferrihydrite were obtained as a result of cultivation of the Klebsiella oxytoca bacteria isolated from the sapropel of Lake Borovoye - Krasnoyarsk Territory. The sapropel selected in the lake was passed through a magnetic separator. Microorganisms thus isolated were dispersed onto an agar medium and grown to obtain colonies. The biomass grown in a liquid medium was checked for the presence of magnetic particles on an FMR spectrometer. To isolate magnetic nanoparticles, the biomass was separated by centrifugation (10 min, 10,000 rpm) and destroyed on an ultrasonic disintegrator UZDN (1 min, 44 kHz, 20 kW). The resulting precipitates were dried at a temperature of 60-80 ° C.

Ферригидрит Fe2О3·nН2О является антиферромагнетиком. Вследствие малого размера частиц (d<100 Å) магнитные моменты ионов Fe3+, находящиеся на поверхности частицы, оказываются некомпенсированными и формируют "паразитный" интегральный магнитный момент отдельной частицы.Ferrihydrite Fe 2 O 3 · nH 2 O is an antiferromagnet. Due to the small particle size (d <100 Å), the magnetic moments of Fe 3+ ions located on the surface of the particle turn out to be uncompensated and form a “spurious” integral magnetic moment of an individual particle.

В настоящем эксперименте в качестве источника внешнего магнитного поля использовали аппарат для низкочастотной магнитотерапии «Полюс-101», который обеспечивал непрерывный режим работы одного индуктора (1,5±0,3 мТл).In the present experiment, the Polyus-101 apparatus for low-frequency magnetotherapy was used as a source of an external magnetic field, which provided continuous operation of one inductor (1.5 ± 0.3 mT).

Для определения проникающей способности магнитных наночастиц проводилось исследование in vitro на удаленной слизистой оболочке, хрящевой и костной тканях человека. Для выявления нановещества в материалах проводилось гистологическое исследование с помощью реакции Перлса /3/.To determine the penetrating power of magnetic nanoparticles, an in vitro study was performed on the remote mucous membrane, cartilage and bone tissue of a person. To identify nanosubstances in the materials, a histological examination was performed using the Perls reaction / 3 /.

Кусочки удаленной слизистой оболочки, хрящевой и костной ткани помещали в колбу с растворенными железосодержащими наночастицами на 10 мин, затем колбу помещали в магнитное поле, созданное аппаратом «Полюс-101» на 10, 20 и 30 мин (разные пробы), после чего промывали в физиологическом растворе и отправляли на гистологическое исследование.Pieces of the removed mucous membrane, cartilage and bone tissue were placed in a flask with dissolved iron-containing nanoparticles for 10 min, then the flask was placed in a magnetic field created by the Pole-101 apparatus for 10, 20, and 30 min (different samples), and then washed in saline and sent for histological examination.

В качестве контроля проводились изучения проникающей способности наночастиц в ткани без магнитовоздействия.As a control, studies were carried out of the penetration of nanoparticles into tissues without magnetic effects.

Проведено исследование в 20 опытах на тканях человека.A study was conducted in 20 experiments on human tissues.

В серии опытов на слизистой оболочке без магнитного воздействия наночастицы находились на поверхности эпителия (фиг.1).In a series of experiments on the mucous membrane without magnetic influence, the nanoparticles were on the surface of the epithelium (Fig. 1).

При введении материала в магнитное поле на 10 мин активность наночастиц значительно увеличилась, что характеризовалось проникновением их в слизистый, а через 20 и 30 мин в подслизистый слой многорядного цилиндрического эпителия (фиг.2).When the material was introduced into the magnetic field for 10 min, the activity of the nanoparticles increased significantly, which was characterized by their penetration into the mucous membrane, and after 20 and 30 minutes into the submucous layer of the multi-row cylindrical epithelium (figure 2).

При проведении эксперимента с хрящевой тканью без магнитовоздействия наночастицы также не проникали в толщу хряща (фиг.3). На фиг.3 видно, что железосодержащие частицы располагаются в поверхностном слое в виде «цепочки». При действии внешнего магнитного поля наночастицы располагались на всем протяжении хаотично в радиальных направлениях. Причем при увеличении времени магнитовоздействия с 10 до 30 мин количество проникших наночастиц увеличивалось (фиг.4).When conducting an experiment with cartilage tissue without magnetic action, the nanoparticles also did not penetrate into the thickness of the cartilage (figure 3). Figure 3 shows that the iron-containing particles are located in the surface layer in the form of a "chain". Under the action of an external magnetic field, the nanoparticles were randomly distributed over the entire length in radial directions. Moreover, with an increase in the time of magnetic action from 10 to 30 min, the number of penetrated nanoparticles increased (Fig. 4).

В серии экспериментов с костной тканью без действия магнитного поля распределение железосодержащих частиц было по краю костных балок, т.е. без проникновения вглубь (фиг.5). Под градиентом магнитного поля нановещества диффузно проникали в толщу костной ткани, распространяясь на всю ее глубину (фиг.6). Длительность магнитовоздействия способствовала увеличению наночастиц от единичных через 10 мин, до массового проникновения через 30 мин.In a series of experiments with bone tissue without a magnetic field, the distribution of iron-containing particles was along the edge of the bone beams, i.e. without penetrating deep into (figure 5). Under the gradient of the magnetic field of the nanoparticles diffusely penetrated into the thickness of the bone tissue, spreading to its entire depth (Fig.6). The duration of magnetic action contributed to the increase of nanoparticles from single after 10 minutes to mass penetration after 30 minutes.

Таким образом, проведенные эксперименты на тканях человека позволяют оценить способность местного проникновения железосодержащих наночастиц в организм при использовании низкочастотной магнитотерапии, что свидетельствует о возможности местного введения магнитных наночастиц для проведения терапии при заболеваниях организма.Thus, the experiments performed on human tissues make it possible to evaluate the ability of local penetration of iron-containing nanoparticles into the body using low-frequency magnetotherapy, which indicates the possibility of local administration of magnetic nanoparticles for therapy in diseases of the body.

Используемая литератураUsed Books

1. Патент РФ №2166751, G01N 27/12, 33/53, Бюл. №13, 10.05.2001 г.1. RF patent No. 2166751, G01N 27/12, 33/53, Bull. No.13, 05/10/2001

2. Патент РФ №2306141, А61К 33/06, Бюл. №26, 20.09.2007 г.2. RF patent №2306141, А61К 33/06, Bull. No.26.09.09.2007

3. Автандилов Г.Г. Основы количественной патологической анатомии / Г.Г.Автандилов. - М.: Медицина, 2002. - 240 с.3. Avtandilov G. G. Fundamentals of quantitative pathological anatomy / G.G. Avtandilov. - M .: Medicine, 2002 .-- 240 p.

Claims (1)

Способ введения магнитных нановеществ в ткани для проведения местной терапии при заболеваниях организма в эксперименте, включающий использование железосодержащих наночастиц и источника внешнего магнитного поля, отличающийся тем, что железосодержащие нановещества, представленные наночастицами ферригидрита, полученными в результате культивирования бактерий Klebsiella oxytoca, выделенных из сапропеля озеро Боровое Красноярского края, наносят местно на ткань организма и воздействуют внешним магнитным полем в течение 30 мин. A method of introducing magnetic nanoparticles into tissues for conducting local therapy for diseases of the body in an experiment, including the use of iron-containing nanoparticles and an external magnetic field source, characterized in that the iron-containing nanoparticles, represented by ferrihydrite nanoparticles obtained by culturing the bacteria Klebsiella oxytoca isolated from sapropel Lake Borovoe Krasnoyarsk Territory, applied topically to body tissue and exposed to an external magnetic field for 30 minutes.
RU2008112517/14A 2008-03-31 2008-03-31 Method for administration of magnetic nanoparticles for local therapy in diseases of organism in experiment RU2381030C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112517/14A RU2381030C2 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Method for administration of magnetic nanoparticles for local therapy in diseases of organism in experiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112517/14A RU2381030C2 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Method for administration of magnetic nanoparticles for local therapy in diseases of organism in experiment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008112517A RU2008112517A (en) 2009-10-10
RU2381030C2 true RU2381030C2 (en) 2010-02-10

Family

ID=41260355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112517/14A RU2381030C2 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Method for administration of magnetic nanoparticles for local therapy in diseases of organism in experiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2381030C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457074C1 (en) * 2011-03-24 2012-07-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of producing ferrihydrite nanoparticles
RU2497528C1 (en) * 2012-05-12 2013-11-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of treating chronic rhinosinusitis with using magnetic nanoparticles
RU2684116C2 (en) * 2017-09-13 2019-04-04 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) Means for treating burns in the form of ointment and method of its obtaining

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РЯБОВ С.Н. Изучение методами "in vitro" токсичности композиционного ферромагнетика и чувствительности к ферромагнитной жидкости клеток костного мозга и периферической крови. Медико-биологическое обоснование применения магнитных полей в практике здравоохранения. 1989 с.188-192. Продукты оргсинтеза. Магнитные наночастицы: метаболический путь (IV часть)(http://hghltd.yandex.net/yandbtm?url=http%3A%2F%2Fwww.newchemistry.ru%2Fle…2006 [24.04.2009]). КОСТЮКОВА М. На пути к управлению квантовыми точками NanoWеек, 1-8 марта 2008 г. №57 (http://hghltd.yandex.net/yandbtm?url-http%3A%2F%2Fwww.nanonewsnet.ru%2Fne. [24.04.2009]). GAO L et al. Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagnetic nanoparticles. Nat Nanotechnol. 2007 Sep; 2(9):577-83. Epub 2007 Aug 26. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457074C1 (en) * 2011-03-24 2012-07-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of producing ferrihydrite nanoparticles
RU2497528C1 (en) * 2012-05-12 2013-11-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of treating chronic rhinosinusitis with using magnetic nanoparticles
RU2684116C2 (en) * 2017-09-13 2019-04-04 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) Means for treating burns in the form of ointment and method of its obtaining

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008112517A (en) 2009-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108030919B (en) Preparation of human serum albumin modified black phosphorus quantum dot and application of black phosphorus quantum dot as sensitizer
Song et al. Nanomedicine‐Enabled Sonomechanical, Sonopiezoelectric, Sonodynamic, and Sonothermal Therapy
Lu et al. Photosynthetic Oxygenation‐Augmented Sonodynamic Nanotherapy of Hypoxic Tumors
Šatkauskas et al. Effectiveness of tumor electrochemotherapy as a function of electric pulse strength and duration
RU2381030C2 (en) Method for administration of magnetic nanoparticles for local therapy in diseases of organism in experiment
Zhu et al. Sonodynamic cancer therapy by novel iridium-gold nanoassemblies
Ma et al. MoS2 Nanoclusters-based biomaterials for disease-impaired wound therapy
Lu et al. Light-assisted gadofullerene nanoparticles disrupt tumor vasculatures for potent melanoma treatment
Chen et al. Glucose/glutathione co-triggered tumor hypoxia relief and Chemodynamic therapy to enhance Photothermal therapy in bladder cancer
Zhong et al. Right once for all: Zinc-modulated highly stable iron-based ROS generator under physiological conditions for promoting bacteria-infected wound healing
Jang et al. Effect of direct current electrical stimulation on the recovery of facial nerve crush injury
Wang et al. MicroRNA-195 rescues the impaired MS-dCA1 neural circuit and spatial memory in rats with chronic cerebral hypoperfusion
Mahdavi et al. Cytotoxic effects of hyperthermia, chemotherapy (Navelbine) and radiation on glioma spheroids
US11850423B2 (en) Electrochemical device comprising an acupuncture electrode and its use for treating cancer
CN113398275B (en) Bacterial vector for photodynamic therapy and preparation method and application thereof
RU2723881C2 (en) Method for initiation of tumor cell death with ascorbic and succinic acids and hf- and uhf-energy of wave radiation
Abo-Neima et al. Control the metabolic activities of E. Coli and S. aureus bacteria by electric field waves at resonance frequency in vitro study
RU2723883C2 (en) Method for initiating death of tumour cells with ascorbic acid and hydroside with 3-aminophthalic acid and hf- and microwave energy wave radiation
Lei et al. Gelatinase-responsive biodegradable targeted microneedle patch for abscess wound treatment of S. aureus infection
Molaie et al. The effect of GW9508 on cytotoxicity and gene expression of P53 in C118 cell line
Salomao-Junior et al. Evaluation of tumor growth in treatment of murine melanoma by transdermal infusion of etoposide by radiofrequency
Liang et al. Mesoporous silica coated spicules for photodynamic therapy of metastatic melanoma
Hu et al. Sonomagnetic stimulation of live cells: electrophysiologic, biochemical and behavioral responses
Yang et al. Anti-inflammasome bio-heterojunction (AI-bioHJ): Revolutionizing diabetic wound healing with in situ self-transformation and programmed gas therapy
RU2723884C2 (en) Method of initiating the death of tumor cells with sodium chloride chlorine-e6, succinic acid and hf and shf wave radiation energy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100401