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La esterilidad de un producto indica la ausencia de microorganismos vivos. Por lo tanto, las nanopartículas utilizadas en aplicaciones biomédicas y fabricadas por síntesis química se someten a esterilización. Sin embargo, este proceso aún no se ha estudiado para nanopartículas de oro (Au) estabilizadas electrostáticamente.
![Nanopartículas de oro estables y libres de ligandos para biomedicina](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_39828_16666149577204956.jpg)
Estudio: Influencia de la esterilización en la estabilidad coloidal de nanopartículas de oro libres de ligandos para aplicaciones biomédicas. Crédito: sanjaya viraj bandara/Shutterstock.com
Un artículo publicado en Langmuir discutió las propiedades fisicoquímicas de las nanopartículas de oro coloidal libres de ligandos producidas por un proceso láser y sujetas a esterilización por vapor y filtración estéril. Aquí, se estudiaron la concentración de masa y el tamaño de las partículas de las nanopartículas de oro para obtener información fisicoquímica sobre el proceso de crecimiento de las partículas.
Las nanopartículas de Au obtenidas por estabilización electrostática mostraron estabilidad coloidal a largo plazo sin tensioactivos ni ligandos. Además, el crecimiento de partículas después del autoclave resultó en la maduración basada en grupos de nanopartículas de oro más pequeñas (5 nanómetros de tamaño). Por el contrario, las nanopartículas de Au más grandes (de 10 y 30 nanómetros de tamaño) se mantuvieron estables.
Este trabajo demostró que la filtración estéril, independientemente del tamaño de las partículas, puede ser un enfoque práctico para esterilizar nanopartículas de Au sin afectar su estabilidad coloidal. Finalmente, se evaluó el efecto de la esterilización sobre la funcionalidad de nanopartículas de Au en terapia de protones (PT) basada en la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS).
La esterilización en autoclave de las nanopartículas de Au dio como resultado una pérdida significativa de actividad en nanopartículas con un tamaño de 5 nanómetros debido a la reducción del área de superficie específica y la reestructuración de la superficie inducida por el crecimiento de partículas.
Las nanopartículas de Au filtradas mostraron una liberación doblemente mejorada de ROS a una concentración de 30 ppm. Por lo tanto, los resultados de investigación de este trabajo subrayaron la necesidad de adaptar la técnica de esterilización de nanopartículas de Au sin ligando a la aplicación biomédica deseada, con énfasis en la concentración y el tamaño de partícula.
Nanopartículas de Au en radioterapia
Las nanopartículas de oro se han utilizado ampliamente en aplicaciones biomédicas debido a su no toxicidad, biocompatibilidad, tamaño, propiedades eléctricas y ópticas controladas por forma y capacidad de bioconjugación. Estas propiedades únicas hacen que las nanopartículas de oro sean candidatas interesantes para diversas aplicaciones, incluidas la obtención de imágenes, la administración de fármacos y la detección.
Recientemente, las nanopartículas de Au han surgido como nanosensibilizadores para la radioterapia basada en protones y rayos X. La PT con nanopartículas como sensibilizadores se ha convertido en un tratamiento tumoral eficaz debido a la administración de dosis personalizada a las células tumorales con menos efectos secundarios en el tejido sano en comparación con la terapia de rayos X tradicional.
El PT es extremadamente útil en el tratamiento del cáncer en órganos delicados como el cerebro. Muchos estudios han demostrado que las nanopartículas metálicas pueden mejorar la eficacia de la PT a través de varios mecanismos, como reacciones catalíticas o emisión de electrones secundarios en la interfaz nanopartícula-agua.
Aunque el mecanismo subyacente es incierto, la mayoría de los estudios sugieren que la presencia de nanopartículas metálicas provoca la formación de ROS, lo que conduce a una mayor tasa de mortalidad de las células tumorales diana en PT. Au es uno de los elementos más estudiados en PT de nanopartículas debido a su alto número atómico, biocompatibilidad, densidad e inercia química.
Esterilización de nanopartículas de Au sin ligando
En el presente estudio, se fabricaron nanopartículas de oro sin ligando de tres tamaños diferentes (5, 10 y 30 nanómetros) mediante ablación láser en líquido (LAL). Se evaluó la estabilidad a largo plazo de las nanopartículas de Au producidas, seguida de esterilización mediante filtración estéril o autoclave a diferentes concentraciones de nanopartículas de Au.
Aquí, la esterilización por vapor y la filtración estéril se han considerado como técnicas adecuadas para esterilizar nanopartículas de oro. Además, el efecto del proceso de esterilización se correlacionó con la concentración y el tamaño medio de partícula.
Los resultados mostraron que el autoclave impulsa el crecimiento de partículas en nanopartículas de oro de 5 nanómetros a través de un proceso de maduración basado en grupos, en comparación con sus contrapartes más grandes de 10 y 30 nanómetros de diámetro, que mantienen su tamaño después del autoclave.
Por otro lado, la filtración estéril ha demostrado ser un método de esterilización eficiente que no afecta el tamaño de partícula ni la estabilidad coloidal independientemente del tamaño de las nanopartículas de Au, siempre que el tamaño de partícula sea mucho menor que el tamaño de poro de la membrana.
Las nanopartículas de Au de 5 nanómetros esterilizadas en autoclave tenían baja sensibilidad a la irradiación de protones. Además, las nanopartículas de Au filtradas en condiciones estériles de 10 y 30 nanómetros, esterilizadas en autoclave o filtradas en condiciones estériles, dieron como resultado una mayor producción de ROS en comparación con las muestras de control sin nanopartículas de Au.
Conclusión
En resumen, en el presente trabajo, se generaron nanopartículas de Au sin ligando estables a largo plazo con tamaño controlado a través de LAL y se determinó la influencia del proceso de esterilización en la estabilidad coloidal de las nanopartículas en función de la concentración de masa y el tamaño promedio de partícula. investigado.
Los resultados de este estudio subrayan la importancia de seleccionar cuidadosamente el proceso de esterilización según el tamaño y la concentración de masa (junto con el tipo de nanopartícula y los recubrimientos superficiales). Además, se requiere una evaluación exhaustiva de la estabilidad coloidal y las propiedades fisicoquímicas de las nanopartículas después de la esterilización para establecer una correlación confiable entre la propiedad y la funcionalidad cuando estos sistemas de nanopartículas se utilizan en diversas aplicaciones biomédicas.
Relación
Juan, J. y otros. (2022). Influencia de la esterilización en la estabilidad coloidal de nanopartículas de oro libres de ligandos para aplicaciones biomédicas. lang muir. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.2c01557
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