RU2696303C1 - Method of producing zinc-valent iron microparticles immobilized with therapeutic agent - Google Patents
Method of producing zinc-valent iron microparticles immobilized with therapeutic agent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2696303C1 RU2696303C1 RU2018122604A RU2018122604A RU2696303C1 RU 2696303 C1 RU2696303 C1 RU 2696303C1 RU 2018122604 A RU2018122604 A RU 2018122604A RU 2018122604 A RU2018122604 A RU 2018122604A RU 2696303 C1 RU2696303 C1 RU 2696303C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- microparticles
- iron
- aqueous solution
- distilled water
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к изготовлению металлических порошков восстановлением металлических соединений и может быть использовано в медицине при диагностике органических изменений в организме с использованием ультразвуковых волн.The invention relates to the manufacture of metal powders by the restoration of metal compounds and can be used in medicine in the diagnosis of organic changes in the body using ultrasonic waves.
Известен способ получения микрочастиц ноль-валентного железа [Junhong Wang, Xianzhao Shao, Guanghui Tian, Zhizhou Li, Weiren Bao Preparation and properties of α-Fe microparticles with high stability - V. 192, - 2017. - P. 36-39], включающий термолиз порошка железа аммония цитрата при 700°С, в атмосфере азота. В результате образуются микрочастицы ноль-валентного железа, устойчивые к окислению.A known method of producing microparticles of zero-valent iron [Junhong Wang, Xianzhao Shao, Guanghui Tian, Zhizhou Li, Weiren Bao Preparation and properties of α-Fe microparticles with high stability - V. 192, - 2017. - P. 36-39], including thermolysis of iron powder of ammonium citrate at 700 ° C, in a nitrogen atmosphere. As a result, zero-valence iron microparticles that are resistant to oxidation are formed.
Недостатком этого способа является использование высоких температур при термолизе.The disadvantage of this method is the use of high temperatures during thermolysis.
Известен способ получения микросфер на основе полиакриловой кислоты для транскатетерной артериальной эмболизации с возможностью МРТ визуализации [Huan Wang Xiao-Ya Qin Zi-Yuan Li Li-Ying Guo Zhuo-Zhao Zheng Li-Si Liu Tian-Yuan Fan. Preparation and evaluation of MRI detectable poly (acrylic acid) microspheres loaded with superparamagnetic iron oxide nanoparticles for transcatheter arterial embolization - International Journal of Pharmaceutics - V. 511, Issue 2, 2016. - P. 831-839]. Микросферы получают методом обратной полимеризации. Микросферы разделяют на фракции 100-300, 300-500, 500-700 и 700-900 мкм. Необходимую фракцию микросфер выдерживают в растворе солей железа (III) хлорида и железа (II) сульфата. Затем, для начала осаждения, добавляют раствор натрия гидроксида, тем самым получая наночастицы железа оксида. Во время процесса осаждения солей железа происходит загрузка наночастиц в микросферы.A known method of producing microspheres based on polyacrylic acid for transcatheter arterial embolization with the possibility of MRI imaging [Huan Wang Xiao-Ya Qin Zi-Yuan Li Li-Ying Guo Zhuo-Zhao Zheng Li-Si Liu Tian-Yuan Fan. Preparation and evaluation of MRI detectable poly (acrylic acid) microspheres loaded with superparamagnetic iron oxide nanoparticles for transcatheter arterial embolization - International Journal of Pharmaceutics - V. 511,
Способ является многостадийным и не предусматривает введение терапевтического агента в микросферы, что необходимо для повышения эффективности эмболизирующей терапии.The method is multistage and does not include the introduction of a therapeutic agent into the microspheres, which is necessary to increase the effectiveness of embolizing therapy.
Известен способ получения магнитных наночастиц железа оксида, применяемых для терапии и диагностики злокачественных новообразований. [US 5427767 А, опубл. 27.06.1995]. Магнитные наночастицы получают методом осаждения из раствора смеси солей Fe(II) и Fe(III). Способ получения включает приготовление водного раствора хондроитин-4-сульфата при нагревании в атмосфере азота. Железо (II) хлорид растворяют в 1М растворе соли железа (III) хлорида в атмосфере азота. Свежеприготовленный раствор солей Fe(II)/Fe(III) хлоридов, медленно и по каплям добавляют в нагретый до 75°С раствор хондроитин-4-сульфата, так, чтобы осадок, образовавшийся в точке капания, немедленно растворялся. Процесс проводят в атмосфере азота. Далее, медленно добавляют заранее приготовленный и дегазированный ЗН раствор натрия гидроксида. Затем раствор титруют до рН=10. Сразу же после этого, раствор нейтрализуют до рН=7 и кипятят в течение 3 часов. После охлаждения до комнатной температуры раствор центрифугируют. Полученный супернатант подвергают диализу, используя половолоконный картридж с размером пор 3 кДа и упаривают на роторном испарителе до 250 мл, фильтруют через 0,2 мкм фильтр и автоклавируют при 121°С.A known method of producing magnetic iron oxide nanoparticles used for the treatment and diagnosis of malignant neoplasms. [US 5427767 A publ. June 27, 1995]. Magnetic nanoparticles are prepared by precipitation from a solution of a mixture of Fe (II) and Fe (III) salts. The method of obtaining includes preparing an aqueous solution of chondroitin-4-sulfate by heating in a nitrogen atmosphere. Iron (II) chloride is dissolved in a 1M solution of iron (III) chloride salt in a nitrogen atmosphere. A freshly prepared solution of Fe (II) / Fe (III) chloride salts is slowly and dropwise added to a solution of chondroitin-4-sulfate heated to 75 ° C so that the precipitate formed at the dripping point dissolves immediately. The process is carried out in a nitrogen atmosphere. Next, a previously prepared and degassed 3N sodium hydroxide solution is slowly added. Then the solution is titrated to pH = 10. Immediately after this, the solution is neutralized to pH = 7 and boiled for 3 hours. After cooling to room temperature, the solution is centrifuged. The resulting supernatant is dialyzed using a hollow fiber cartridge with a pore size of 3 kDa and evaporated on a rotary evaporator to 250 ml, filtered through a 0.2 μm filter and autoclaved at 121 ° C.
Таким способом невозможно получение микрочастиц ноль-валентного железа.In this way, it is impossible to obtain microparticles of zero-valent iron.
Известен способ получения наночастиц, состоящих из железного ядра, покрытого слоем оксида железа (II) и слоем цетил триметил аммония бромида, в качестве поверхностно активного вещества [WO 2012036978 А1, опубл. 22.03.2012]. Наночастицы получают методом осаждения из раствора, железа (III) хлорида путем добавления раствора натрия борогидрида в среде азота. Раствор натрия борогидрида добавляют капельно, далее, после осаждения осадок наночастиц промывают водой и ацетоном. После промывки, проводят пассивацию поверхности частиц в атмосфере воздух/аргон. Далее проводят отжиг наночастиц при низких температурах 150-300°С, в результате чего образовывались наночастицы состава Fe/Fe304 (ядро/оболочка).A known method of producing nanoparticles consisting of an iron core coated with a layer of iron oxide (II) and a layer of cetyl trimethyl ammonium bromide, as a surfactant [WO 2012036978 A1, publ. 03/22/2012]. Nanoparticles are prepared by precipitation from a solution of iron (III) chloride by adding a solution of sodium borohydride in a nitrogen atmosphere. The sodium borohydride solution is added dropwise, then, after precipitation, the nanoparticle precipitate is washed with water and acetone. After washing, the surface of the particles is passivated in an air / argon atmosphere. Next, nanoparticles are annealed at low temperatures of 150-300 ° С, as a result of which nanoparticles of the composition Fe / Fe 3 04 (core / shell) are formed.
Способ не позволяет получать частицы микронных размеров и не предусматривает введение терапевтического агента.The method does not allow to obtain particles of micron sizes and does not provide for the introduction of a therapeutic agent.
Известен, способ получения наночастиц ноль-валентного железа с ковалентно модифицированной органическими функциональными группами поверхностью [RU 2584288 С2, МПК (2006.01) B22F 9/24, B22F 1/00, C01G1/00, В82В 3/00, B82Y 30/00, опубл. 20.05.2016], принятый за прототип, включающий восстановление водного раствора соли гексагидрата железа (III) хлорида раствором натрия борогидрида с последующим in situ взаимодействием с водными или водно-органическими растворами 4-алкибензилдиазониевых солей для формирования ковалентной связи между органическими функциональными группами и поверхностью наночастиц.There is a known method of producing nanovalent iron nanoparticles with a surface covalently modified by organic functional groups [RU 2584288 C2, IPC (2006.01) B22F 9/24,
Известный способ не может быть использован для получения микрочастиц ноль-валентного железа.The known method cannot be used to obtain microparticles of zero-valence iron.
Техническим результатом предложенного способа является получение микрочастиц ноль-валентного железа, содержащих терапевтический агент.The technical result of the proposed method is to obtain microparticles of zero-valent iron containing a therapeutic agent.
Способ получения микрочастиц ноль-валентного железа, иммобилизованных терапевтическим агентом, также как в прототипе, включает восстановление водного раствора гексагидрата железа (III) хлорида раствором натрия борогидрида при перемешивании с последующим in situ взаимодействием с водным раствором соли 4-карбоксибензолдиазоний тозилата, магнитное сепарирование в постоянном магнитном поле, декантирование раствора, отмывание оставшихся микрочастиц последовательно водой, этанолом и ацетоном и высушивание до постоянной массы порошка.A method of producing microparticles of zero-valent iron immobilized by a therapeutic agent, as in the prototype, involves the restoration of an aqueous solution of iron (III) chloride hexahydrate with sodium borohydride solution with stirring, followed by in situ interaction with an aqueous solution of 4-carboxybenzenediazonium tosylate salt, magnetic separation in constant magnetic field, decanting the solution, washing the remaining microparticles sequentially with water, ethanol and acetone and drying to a constant powder mass.
Согласно изобретению смешивают одну часть водного раствора гексагидрата железа (III) хлорида и одну часть водного раствора натрия борогидрида в атмосфере аргона. К полученной смеси добавляют оставшиеся части водного раствора гексагидрата хлорида железа (III) и водного раствора натрия борогидрида и перемешивают в атмосфере аргона. В полученную суспензию добавляют водный раствор соли 4-карбоксибензолдиазоний тозилата и перемешивают, осаждают полученные микрочастицы в постоянном магнитном поле, раствор удаляют методом декантирования. После отмывки оставшихся микрочастиц и высушивания до постоянной массы, из порошка готовят суспензию в дистиллированной воде. Параллельно готовят растворы терапевтического и стабилизирующего агентов в дистиллированной воде. К раствору стабилизирующего агента по каплям добавляют раствор терапевтического агента, а затем добавляют приготовленную суспензию микрочастиц ноль-валентного железа. Полученную смесь тщательно перемешивают, после чего микрочастицы ноль-валентного железа осаждают воздействием постоянного магнитного поля. Супернатант отделяют от осадка методом декантирования. Осадок суспендируют в дистиллированной воде. Полученную суспензию разделяют магнитной сепарацией, осадок высушивают до постоянной массы порошка.According to the invention, one part of an aqueous solution of iron (III) chloride hexahydrate is mixed with one part of an aqueous solution of sodium borohydride in an argon atmosphere. To the resulting mixture, the remaining parts of an aqueous solution of iron (III) chloride hexahydrate and an aqueous solution of sodium borohydride are added and the mixture is stirred under argon. An aqueous solution of 4-carboxybenzenediazonium tosylate salt is added to the resulting suspension and mixed, the resulting microparticles are precipitated in a constant magnetic field, and the solution is removed by decantation. After washing the remaining microparticles and drying to constant weight, a suspension in distilled water is prepared from the powder. At the same time, solutions of therapeutic and stabilizing agents in distilled water are prepared. A solution of a therapeutic agent is added dropwise to a solution of a stabilizing agent, and then a prepared suspension of zero-valent iron microparticles is added. The resulting mixture is thoroughly mixed, after which the microparticles of zero-valent iron are precipitated by the action of a constant magnetic field. The supernatant is separated from the precipitate by decantation. The precipitate was suspended in distilled water. The resulting suspension is separated by magnetic separation, the precipitate is dried to a constant mass of powder.
Предпочтительно использовать водный раствор гексагидрата железа (III) хлорида с концентрацией 2,0-5,9% и водный раствор натрия борогидрида с концентрацией 0,9-2,9%.It is preferable to use an aqueous solution of iron (III) hexahydrate of chloride with a concentration of 2.0-5.9% and an aqueous solution of sodium borohydride with a concentration of 0.9-2.9%.
Предпочтительно использовать водный раствор соли 4-карбоксибензолдиазоний тозилата с концентрацией 0,8-2,5%).It is preferable to use an aqueous solution of the salt of 4-carboxybenzenediazonium tosylate with a concentration of 0.8-2.5%).
Для получения раствора терапевтического агента в дистиллированной воде с концентрацией не менее 0,05% может быть использован или доксорубицин, или дактиномицин, или блеомицин, или даунорубицин.To obtain a solution of a therapeutic agent in distilled water with a concentration of at least 0.05%, either doxorubicin, or dactinomycin, or bleomycin, or daunorubicin can be used.
Для приготовления раствора стабилизирующего агента может быть использован 0,05% раствор низкомолекулярного хитозана в дистиллированной воде с добавлением уксусной кислоты до рН, равного 4,16, который готовят при постоянном перемешивании и нагревании до температуры 40°С.To prepare a solution of a stabilizing agent, a 0.05% solution of low molecular weight chitosan in distilled water can be used with the addition of acetic acid to a pH of 4.16, which is prepared with constant stirring and heating to a temperature of 40 ° C.
Для приготовления раствора стабилизирующего агента может быть использован 0,05% раствор или поли-L-лизина, или поли-D-лизина, или поли-L-орнитина, или полиэтиленимина в дистиллированной воде.To prepare a solution of a stabilizing agent, a 0.05% solution of either poly-L-lysine, or poly-D-lysine, or poly-L-ornithine, or polyethyleneimine in distilled water can be used.
Предложенный способ позволяет получить микрочастицы ноль-валентного железа с размерами от 50 до 1000 μm с присоединенными к ним терапевтическим и стабилизирующим агентами за счет электростатических взаимодействий, обеспечиваемых наличием в их структуре функциональных групп, имеющих разноименные заряды.The proposed method allows to obtain microparticles of zero-valent iron with sizes from 50 to 1000 μm with attached therapeutic and stabilizing agents due to electrostatic interactions provided by the presence in their structure of functional groups having unlike charges.
Полученные микрочастицы ноль-валентного железа обладают способностью контролируемого высвобождения терапевтического агента при воздействии ультразвукового поля, а так же могут быть использованы как контрастное средство в ультразвуковой диагностике. Кроме того, размеры полученных микрочастиц ноль-валентного железа делают их перспективными для использования в качестве средства для транскатетерной артериальной хемоэмболизации при лечении гепатоцеллюлярной карциномы, а так же в качестве средства для локальной гипертермической терапии, исходя из их магнитных свойств ноль-валентного железа по сравнению с оксидами железа (таблица 1) [Анчаров А.А., Витязь П.А., Ворсина И.А., Григорьева Т.Ф., Киселева Т.Ю., Ляхов Н.З., Новакова А.А., и др. / Механокомпозиты - прекурсоры для создания материалов с новыми свойствами. / Новосибирск: Издательство сибирского отделения российской академии наук, 2010. - С. 76].The obtained zero-valence iron microparticles have the ability to controlled release of a therapeutic agent when exposed to an ultrasonic field, and can also be used as a contrast agent in ultrasound diagnostics. In addition, the sizes of the obtained zero-valence iron microparticles make them promising for use as a means for transcatheter arterial chemoembolization in the treatment of hepatocellular carcinoma, as well as a means for local hyperthermic therapy, based on their magnetic properties of zero-valence iron compared to iron oxides (table 1) [Ancharov A.A., Vityaz P.A., Vorsina I.A., Grigoryeva T.F., Kiseleva T.Yu., Lyakhov N.Z., Novakova A.A., and other / Mechanocomposites - precursors for creating materials with new properties. / Novosibirsk: Publishing House of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 2010. - P. 76].
В таблице 1 представлено сравнение магнитных характеристик железа и его оксидов.Table 1 presents a comparison of the magnetic characteristics of iron and its oxides.
В таблице 2 представлены примеры осуществления изобретения.Table 2 presents examples of the invention.
На фиг. 1 изображен результат рентгенофазного анализа образцов микрочастиц ноль-валентного железа, где кривая 1 - результат анализа свежеполученного образца, кривая 2 - результат анализа образца после хранения в течение 6 месяцев.In FIG. 1 shows the result of x-ray phase analysis of samples of microparticles of zero-valence iron, where
На фиг. 2 изображен РЖ-спектр микрочастиц ноль-валентного железа.In FIG. 2 shows the RG spectrum of microparticles of zero-valence iron.
На фиг. 3 изображен процесс получения микрочастиц ноль-валентного железа.In FIG. 3 shows the process of producing microparticles of zero-valent iron.
На фиг. 4 представлены изображения микрочастиц полученные с использованием метода сканирующей электронной микроскопии.In FIG. 4 shows images of microparticles obtained using scanning electron microscopy.
На фиг. 5 представлен график высвобождения доксорубицина под влиянием ультразвука (серые столбцы) и без него (черные столбцы) в растворах с различными значениями рН.In FIG. Figure 5 shows a graph of doxorubicin release under the influence of ultrasound (gray columns) and without it (black columns) in solutions with different pH values.
На фиг. 6 представлены снимки, полученные при ультразвуковом исследовании свиной печени с искусственно созданной кистой, где А - киста заполнена физиологическим раствором, не содержащим микрочастиц ноль-валентного железа, а В - киста, заполнена суспензией микрочастиц ноль-валентного железа в физиологическом растворе.In FIG. Figure 6 presents the images obtained by ultrasound examination of a porcine liver with an artificially created cyst, where A is a cyst filled with physiological saline that does not contain microparticles of zero-valence iron, and B is a cyst filled with a suspension of microparticles of zero-valence iron in physiological saline.
Пример 1.Example 1
10 мл раствора гексагидрата хлорида железа (III) с концентрацией 4,1% приготовили в трехгорлой колбе с использованием магнитной мешалки при непрерывном перемешивании. 10 мл раствора натрия борогидрида с концентрацией 1,7% приготовили в химическом стакане с использованием магнитной мешалки при непрерывном перемешивании.10 ml of a solution of iron (III) chloride hexahydrate with a concentration of 4.1% was prepared in a three-necked flask using a magnetic stirrer with continuous stirring. 10 ml of a solution of sodium borohydride with a concentration of 1.7% was prepared in a beaker using a magnetic stirrer with continuous stirring.
Смешали по 5 мл полученных растворов и оставили при постоянном перемешивании в течение 10 минут в атмосфере аргона, поступающего из баллона с газом, подсоединенного к трехгорлой колбе.5 ml of the resulting solutions were mixed and left with constant stirring for 10 minutes in an atmosphere of argon coming from a gas cylinder connected to a three-necked flask.
К полученной смеси добавили оставшиеся 5 мл раствора гексагидрата железа (III) хлорида и 5 мл раствора натрия борогидрида и снова оставили при постоянном перемешивании в атмосфере аргона в течение 10 минут, получив суспензию.The remaining 5 ml of a solution of iron (III) chloride hexahydrate and 5 ml of a solution of sodium borohydride were added to the resulting mixture and again left under constant stirring in an argon atmosphere for 10 minutes, obtaining a suspension.
Затем в химическом стакане приготовили 20 мл раствора 4-карбоксибензолдиазоний тозилата с концентрацией 1,5%, добавили полученный раствор в приготовленную суспензию и оставили при постоянном перемешивании в течение 40 минут.Then, in a beaker, 20 ml of a solution of 4-carboxybenzenediazonium tosylate with a concentration of 1.5% were prepared, the resulting solution was added to the prepared suspension and left with constant stirring for 40 minutes.
Колбу с полученным полупродуктом поместили на неодимовый магнит с постоянным магнитным полем 0,3 Т для сепарирования микрочастиц. Раствор декантировали. Оставшиеся частицы последовательно отмыли водой, этанолом и ацетоном от избытка соли 4-карбоксибензолдиазоний тозилата и продуктов ее восстановления и высушили на воздухе при 60°С в течение 3 часов до постоянной массы порошка.The flask with the obtained intermediate was placed on a neodymium magnet with a constant magnetic field of 0.3 T to separate microparticles. The solution was decanted. The remaining particles were sequentially washed with water, ethanol and acetone from an excess of 4-carboxybenzenediazonium tosylate salt and its reduction products and dried in air at 60 ° C for 3 hours to a constant powder mass.
Полученные микрочастицы порошка исследовали методом рентгенофазового анализа с помощью рентгеновского дифрактометра Shimadzu XRD-7000S. Анализировали свежий образец микрочастиц и образец, хранившийся на воздухе в течение 6 месяцев. Результаты анализа (кривая 1 и 2 на фиг. 1) показали отсутствие протекания окислительных процессов в образцах, что подтверждает стабильность полученных микрочастиц ноль-валентного железа и образование фазы ноль-валентного железа, благодаря отсутствию на спектре полос колебаний Fe-О и ОН, характерных для оксидов железа.The obtained microparticles of the powder were investigated by x-ray phase analysis using a Shimadzu XRD-7000S X-ray diffractometer. A fresh sample of microparticles and a sample stored in air for 6 months were analyzed. The results of the analysis (
Инфракрасный спектр микрочастиц ноль-валентного железа, полученный с помощью спектрометра NICOLET-5700, содержит полосы колебаний валентных связей, характерные для карбоксильной группы (1700, 1600, 1410 см-1) (фиг. 2).The infrared spectrum of zero-valence iron microparticles obtained using a NICOLET-5700 spectrometer contains vibrational bands of the valence bonds characteristic of the carboxyl group (1700, 1600, 1410 cm -1 ) (Fig. 2).
Далее, полученные микрочастицы ноль-валентного железа суспендировали в дистиллированной воде, получив суспензию микрочастиц с концентрацией 0,3%.Further, the obtained zero-valence iron microparticles were suspended in distilled water to obtain a suspension of microparticles with a concentration of 0.3%.
Параллельно приготовили раствор доксорубицина с концентрацией 0,1% в дистиллированной воде.In parallel, a solution of doxorubicin with a concentration of 0.1% in distilled water was prepared.
Раствор низкомолекулярного хитозана с концентрацией 0,05% приготовили в химическом стакане в дистиллированной воде с добавлением уксусной кислоты до значения рН, равного 4,16, при постоянном перемешивании и нагревании на магнитной мешалке с подогревом до температуры 40°С.Значение рН определяли с помощью электронного рН-метра.A solution of low molecular weight chitosan with a concentration of 0.05% was prepared in a beaker in distilled water with the addition of acetic acid to a pH value of 4.16, with constant stirring and heating on a magnetic stirrer heated to a temperature of 40 ° C. The pH value was determined using electronic pH meter.
Далее, к раствору хитозана по каплям добавили раствор доксорубицина и оставили при перемешивании на магнитной мешалке на 5 минут.Next, a solution of doxorubicin was added dropwise to the chitosan solution and left under stirring on a magnetic stirrer for 5 minutes.
К образовавшейся смеси добавили суспензию микрочастиц ноль-валентного железа и оставили перемешиваться в течение 2 часов, после чего микрочастицы ноль-валентного железа отделили магнитной сепарацией, используя неодимовый магнит.To the resulting mixture, a suspension of null-valent iron microparticles was added and left to mix for 2 hours, after which the null-valent iron microparticles were separated by magnetic separation using a neodymium magnet.
Объемное соотношение суспензии микрочастиц ноль-валентного железа, раствора низкомолекулярного хитозана и раствора доксорубицина гидрохлорида в реакционной смеси составило 1:2:1.The volumetric ratio of a suspension of microparticles of zerovalent iron, a solution of low molecular weight chitosan and a solution of doxorubicin hydrochloride in the reaction mixture was 1: 2: 1.
Супернатант отделили от осадка методом декантирования для определения концентрации доксорубицина, на поверхности микрочастиц.The supernatant was separated from the precipitate by decantation to determine the concentration of doxorubicin on the surface of the microparticles.
Количество доксорубицина переносимого микрочастицами рассчитали по разности между изначально взятым его количеством и количеством, оставшемся в супернатанте, полученном после разделения реакционной смеси [Y. Oh, M.S. Moorthy, P. Manivasagan, S. Bharathiraja, J. Oh, Magnetic hyperthermia and pH-responsive effective drug delivery to the sub-cellular level of human breast cancer cells by modified CoFe2O4 nanoparticles, Biochimie (2017), doi: 10.1016/j.biochi.2016.11.012.].The amount of doxorubicin transferred by microparticles was calculated by the difference between the amount initially taken and the amount remaining in the supernatant obtained after separation of the reaction mixture [Y. Oh, M.S. Moorthy, P. Manivasagan, S. Bharathiraja, J. Oh, Magnetic hyperthermia and pH-responsive effective drug delivery to the sub-cellular level of human breast cancer cells by modified CoFe2O4 nanoparticles, Biochimie (2017), doi: 10.1016 / j. biochi.2016.11.01.012.].
Количество переносимого доксорубицина составило 0,179 мг на 1 мг микрочастиц ноль-валентного железа.The amount of doxorubicin transferred was 0.179 mg per 1 mg of zero-valent iron microparticles.
Осадок повторно суспендировали в дистиллированной воде, получая суспензию микрочастиц ноль-валентного железа с концентрацией 0,1%, затем, суспензию снова разделили методом магнитной сепарации.The precipitate was re-suspended in distilled water, obtaining a suspension of microparticles of zero-valent iron with a concentration of 0.1%, then, the suspension was again separated by magnetic separation.
Далее, полученные микрочастицы ноль-валентного железа высушили на воздухе при постоянной температуре 40°С в течение 12 часов в термостате. Схема получения микрочастиц ноль-валентного железа представлена на фиг. 3.Further, the obtained zero-valent iron microparticles were dried in air at a constant temperature of 40 ° C for 12 hours in a thermostat. The scheme for the preparation of microparticles of zero-valent iron is shown in FIG. 3.
Морфологию полученных микрочастиц ноль-валентного железа изучали методом сканирующей электронной микроскопии (сканирующий электронный микроскоп Phenom ProX) (фиг. 4). Размеры полученных микрочастиц составили 50-1000 шп.The morphology of the obtained zerovalent iron microparticles was studied by scanning electron microscopy (scanning electron microscope Phenom ProX) (Fig. 4). The sizes of the obtained microparticles amounted to 50-1000 sp.
Исследование высвобождения терапевтического агента проводили при нормальных условиях и под воздействием ультразвукового поля при трех различных значениях рН. Высвобождение доксорубицина проводили при постоянной температуре 37°С и перемешивании 100 об/мин. Для проведения эксперимента использовали инкубатор Stuart SI 500 (Stuart, Великобритания). Изучение высвобождения доксорубицина проводили при трех различных значениях рН, а именно 3,3; 5,5; 7,4. Величина значений кислотности изменялась последовательно. Для проведения эксперимента готовили два раствора суспензии полученных микрочастиц ноль-валентного железа объемом 10 мл с концентрацией 0,1%. В качестве растворителя использовали смесь KCl/НCl со значением рН=3,3. Исследуемые образцы помещали в инкубатор и через установленные промежутки времени проводили отбор проб, предварительно центрифугируя образец при 7500 об/мин в течение 5 минут. Объем отбираемой пробы составлял 2 мл. После того, как проба была отобрана, проводили определение концентрации доксорубицина в ней методом УФ-спектроскопии при длине волны 480 нм. Отобранный объем замещали эквивалентным объемом свежего раствора КО/НО и продолжали изучение высвобождения. Изменение значений рН также проводили в установленные промежутки времени непосредственно в анализируемом растворе путем добавления 0,1 М раствора натрия гидроксида до достижения необходимого значения.The release of the therapeutic agent was studied under normal conditions and under the influence of an ultrasonic field at three different pH values. The release of doxorubicin was carried out at a constant temperature of 37 ° C and stirring at 100 rpm. For the experiment, the Stuart SI 500 incubator (Stuart, Great Britain) was used. A study of the release of doxorubicin was carried out at three different pH values, namely 3.3; 5.5; 7.4. The value of acidity varied sequentially. For the experiment, two solutions of a suspension of the obtained zero-valent iron microparticles with a volume of 10 ml with a concentration of 0.1% were prepared. As a solvent, a KCl / HCl mixture with a pH value of 3.3 was used. The test samples were placed in an incubator and sampling was carried out at set intervals, pre-centrifuging the sample at 7500 rpm for 5 minutes. The sample volume was 2 ml. After the sample was taken, the concentration of doxorubicin in it was determined by UV spectroscopy at a wavelength of 480 nm. The selected volume was replaced with an equivalent volume of fresh KO / HO solution and the release study was continued. Changing the pH values was also carried out at set intervals directly in the analyzed solution by adding 0.1 M sodium hydroxide solution to achieve the desired value.
Изучение высвобождения доксорубицина под воздействием ультразвука проводили параллельно при условиях, аналогичных описанным выше. Отличие заключалось во внесении исследуемого образца в ультразвуковое поле с частотой 75 кГц и удельной мощностью 2 Вт/см2 на 30 секунд. Обработку ультразвуком осуществляли непосредственно перед центрифугированием и отбором проб. В качестве источника ультразвукового излучения использовали ультразвуковую ванну Elmasonic S10Н (Elma, Германия).The study of the release of doxorubicin under the influence of ultrasound was carried out in parallel under conditions similar to those described above. The difference consisted in introducing the test sample into an ultrasonic field with a frequency of 75 kHz and a specific power of 2 W / cm2 for 30 seconds. Sonication was carried out immediately before centrifugation and sampling. An ultrasonic bath Elmasonic S10H (Elma, Germany) was used as a source of ultrasonic radiation.
Сравнение результатов высвобождения доксорубицина под влиянием ультразвука и без него в растворах с различными значениями рН показывает, что ультразвук оказывает положительное влияние на высвобождение доксорубицина вне зависимости от значения рН и времени отбора проб после начала высвобождения (фиг. 5).Comparison of the results of the release of doxorubicin under the influence of ultrasound and without it in solutions with different pH values shows that ultrasound has a positive effect on the release of doxorubicin, regardless of the pH value and time of sampling after the start of the release (Fig. 5).
Для исследования контрастных свойств полученных микрочастиц использовали аппарат УЗИ Samsung SonoAce Х6. Снимок печени, на которой киста, заполнена физиологическим раствором, содержащим микрочастицы ноль-валентного железа (В на фиг. 6) демонстрирует увеличение контрастных свойств по сравнению с изображением печени, заполненной только физиологическим раствором (А на фиг. 6).To study the contrast properties of the obtained microparticles, a SonoAce X6 ultrasound machine was used. A photograph of the liver on which the cyst is filled with physiological saline containing microparticles of zero-valence iron (B in Fig. 6) shows an increase in contrast properties compared to the image of the liver filled with saline alone (A in Fig. 6).
В других примерах осуществления способа, представленных в таблице 2, используют 0,05% растворы стабилизирующих агентов поли-L-лизина, поли-D-лизина, поли-L-орнитина, полиэтиленимина в дистилированной воде.In other exemplary embodiments of the method shown in Table 2, 0.05% solutions of stabilizing agents of poly-L-lysine, poly-D-lysine, poly-L-ornithine, polyethyleneimine in distilled water are used.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122604A RU2696303C1 (en) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | Method of producing zinc-valent iron microparticles immobilized with therapeutic agent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122604A RU2696303C1 (en) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | Method of producing zinc-valent iron microparticles immobilized with therapeutic agent |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2696303C1 true RU2696303C1 (en) | 2019-08-01 |
Family
ID=67587077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018122604A RU2696303C1 (en) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | Method of producing zinc-valent iron microparticles immobilized with therapeutic agent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2696303C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584288C2 (en) * | 2014-07-09 | 2016-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Synthesis of zero-valence transition metal nanoparticles with surface covalently modified with organic functional groups |
| CN206662280U (en) * | 2017-04-19 | 2017-11-24 | 青岛引黄济青水务有限责任公司 | A kind of device for being used to prepare suspension nano zero valence iron |
| CN107838433A (en) * | 2017-10-17 | 2018-03-27 | 北京化工大学 | A kind of crape myrtle fruit prepares the method with slow releasing function nano zero valence iron |
-
2018
- 2018-06-19 RU RU2018122604A patent/RU2696303C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584288C2 (en) * | 2014-07-09 | 2016-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Synthesis of zero-valence transition metal nanoparticles with surface covalently modified with organic functional groups |
| CN206662280U (en) * | 2017-04-19 | 2017-11-24 | 青岛引黄济青水务有限责任公司 | A kind of device for being used to prepare suspension nano zero valence iron |
| CN107838433A (en) * | 2017-10-17 | 2018-03-27 | 北京化工大学 | A kind of crape myrtle fruit prepares the method with slow releasing function nano zero valence iron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shen et al. | Iron oxide nanoparticle based contrast agents for magnetic resonance imaging | |
| Kwon et al. | Large‐scale synthesis and medical applications of uniform‐sized metal oxide nanoparticles | |
| Patsula et al. | Superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles: synthesis by thermal decomposition of iron (III) glucuronate and application in magnetic resonance imaging | |
| Tian et al. | Poly (acrylic acid) bridged gadolinium metal–organic framework–gold nanoparticle composites as contrast agents for computed tomography and magnetic resonance bimodal imaging | |
| US11324841B2 (en) | Metal oxide nanoparticle-based magnetic resonance imaging contrast agent with a central cavity | |
| Silva et al. | Gold coated magnetic nanoparticles: from preparation to surface modification for analytical and biomedical applications | |
| Zhang et al. | Graphene oxide-BaGdF5 nanocomposites for multi-modal imaging and photothermal therapy | |
| Chen et al. | Iron-loaded magnetic nanocapsules for pH-triggered drug release and MRI imaging | |
| JP5569837B2 (en) | Method for producing surface-coated inorganic particles | |
| Cheung et al. | Polymer-stabilized lanthanide fluoride nanoparticle aggregates as contrast agents for magnetic resonance imaging and computed tomography | |
| Arsalani et al. | Synthesis and characterization of PVP-functionalized superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles as an MRI contrast agent | |
| Yang et al. | One-step hydrothermal synthesis of highly water-soluble secondary structural Fe3O4 nanoparticles | |
| Yan et al. | Recent advances in multifunctional magnetic nanoparticles and applications to biomedical diagnosis and treatment | |
| Piñeiro et al. | Iron oxide based nanoparticles for magnetic hyperthermia strategies in biological applications | |
| KR101879572B1 (en) | Surface-modified tantalum oxide nanoparticles, preparation method thereof, and contrast medium for x-ray computed tomography and highly dielectric thin film using same | |
| Khaniabadi et al. | Trastuzumab conjugated porphyrin-superparamagnetic iron oxide nanoparticle: A potential PTT-MRI bimodal agent for herceptin positive breast cancer | |
| Mondini et al. | Zwitterion-coated iron oxide nanoparticles: surface chemistry and intracellular uptake by hepatocarcinoma (HepG2) cells | |
| EP3455013A1 (en) | Synthesis and functionalization of highly monodispersed iron and iron core/iron oxide shell magnetic particles with broadly tunable diameter | |
| Xiao et al. | Superparamagnetic iron oxide nanoparticles stabilized with multidentate block copolymers for optimal vascular contrast in T 1-weighted magnetic resonance imaging | |
| Durdureanu-Angheluta et al. | Tailored and functionalized magnetite particles for biomedical and industrial applications | |
| CN109153073B (en) | Method for producing hollow nanoparticles having a metal core | |
| CN107969116A (en) | Hydrophilic particle, its manufacture method and the contrast agent using the particle | |
| Luong et al. | Magnetothermal release of payload from iron oxide/silica drug delivery agents | |
| Walter et al. | Effect of the Functionalization Process on the Colloidal, Magnetic Resonance Imaging, and Bioelimination Properties of Mono‐or Bisphosphonate‐Anchored Dendronized Iron Oxide Nanoparticles | |
| Zhu et al. | Europium-phenolic network coated BaGdF 5 nanocomposites for tri-modal computed tomography/magnetic resonance/luminescence imaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200620 |