Физико-химические свойства наночастиц оксида цинка, модифицированных дифосфатом бетулина


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Наноразмерные частицы оксида цинка (ZnO NPs) являются перспективным компонентом лекарственных средств при лечении различных дерматологических заболеваний благодаря тому, что проявляют высокие антиоксидантные и проокси-дантные и иммуномодулирующие свойства, способны воздействовать на клеточную мембрану бактерий, вызывая апоптоз, а также выполнять функции вектора доставки активных фармацевтических ингредиентов, поскольку обладают высокой проницаемостью через кожу. Иммобилизация на поверхность наночастиц оксида цинка тритерпеноидов лупанового ряда позволяет решить основную проблему при создании раневых покрытий с ZnO NPs на основе полимерных материалов - нестабильность наночастиц, их агрегация и возможность образования «белковой короны» при проникании через кожу. В качестве тритерпеноида лупанового ряда был выбран дифосфат бетулина (ДФБ), проявляющий ранозаживляющие, антиоксидантные, противоопухолевые и противоожоговые свойства и являющийся потенциальным активным фармацевтическим ингредиентом для лечения кожных заболеваний. Цель исследования - разработка метода синтеза стабильных ZnO NPs с иммобилизованным дифосфатом бетулина, изучение их физико-химических свойств, стандартизация и валидация методики количественного определения ZnO NPs, модифицированных дифосфатом бетулина (ZnO NPs-ДФБ). Материал и методы. Физико-химические свойства полученных ZnO NPs-ДФБ были исследованы такими методами, как ИК-, УФ-и фотолюминесцентная спектроскопия, определение гидродинамического диаметра, дзета-потенциала и удельной поверхности. Данными методами была доказана подлинность исследуемых наночастиц. Результаты. При помощи порошковой рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии показано, что иммобилизации ДФБ на поверхность ZnO NPs не изменяла структуру и практически не влияла на размер наночастиц. Выводы. Экспериментально обосновано получение ZnO NPs с иммобилизованными ДФБ двумя способами (кипячение наночастиц оксида цинка в спиртовом растворе ДФБ или в растворе гидрата динатриевой соли ДФБ в присутствии фосфатного буфера). Методика количественного определения оксида цинка в субстанции ZnO NPs-ДФБ удовлетворяет критериям правильности и сходимости.

Об авторах

А. А Балакирева

ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России

Email: melnikovanb@gmail.com

аспирант, Центральная научно-исследовательская лаборатория

Д. А. Пантелеев

ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России

Email: melnikovanb@gmail.com

к.х.н., доцент кафедры фармацевтической химии и фармакогнозии

Д. С. Малыгина

ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России

Email: melnikovanb@gmail.com

к.фарм.н., доцент кафедры фармацевтической химии и фармакогнозии

Д. В. Орехов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»

Email: melnikovanb@gmail.com

к.х.н

И. В. Спицкая

ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России

Email: melnikovanb@gmail.com

к.фарм.н., зав. кафедрой управления и экономики фармации и фармацевтической технологии

Н. Б. Мельникова

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»

Автор, ответственный за переписку.
Email: melnikovanb@gmail.com

д.х.н., профессор

Список литературы

  1. Gupta M., Mahajan V.K., Mehta K.S., et al. Zinc Therapy in Dermatology: A Review. Dermatol. Res. Pract. 2014; 1-11.
  2. Jiang J., Pi J., Cai J. The Advancing of Zinc Oxide Nanoparticles for Biomedical Applications. Bioinorg. Chem. Appl. 2018; 1-18.
  3. Wessels I., Maywald M., Rink L. Zinc as a Gatekeeper of Immune Function. Nutrients. 2017; 9: 1286.
  4. Luo Z., Liu J., Lin H., et al. In situ Fabrication of Nano ZnO/BCM Biocomposite Based on MA Modified Bacterial Cellulose Membrane for Antibacterial and Wound Healing.Int. J. Nanomed. 2020; 15: 1-15.
  5. Zhao S.-W., Guo C.-R., Hu Y.-Z., et al. The preparation and antibacterial activity of cellulose/ZnO composite: A review. Open Chem. 2018; 16: 9-20.
  6. Bhunia A.K., Samanta P.K., Saha S., et al. ZnO nanoparticle-protein interaction: Corona formation with associated unfolding. Appl. Phys. Lett. 2013; 103(14): 143701.
  7. Hassanian M., Aryapour H., Goudarzi A., et al. Are zinc oxide nanoparticles safe? A structural study on human serum albumin using in vitro and in silico methods. J. Biomol. Struct. Dyn. 2021; 39(1): 330-335.
  8. Melnikova N., Vorobyova O., Balakireva A., et al. The New Pharmaceutical Compositions of Zinc Oxide Nanoparticles and Triterpenoids for the Burn Treatment. Pharmaceuticals. 2020; 13: 207.
  9. Мельникова Н.Б., Малыгина Д.С., Воробьева О.А. и др. Свойства ленгмюровских и иммобилизованных слоев дифосфата бетулина на водных растворах сульфата цинка и на поверхности наночастиц оксида цинка. Известия Академии наук. Серия химическая. 2021; 2: 289-300
  10. Bera D., Qian L., S. Subir, et al. Photoluminescence of ZnO quantum dots produced by a sol-gel process. Opt. Mater. 2008; 30: 1233-1239.
  11. Melnikova N., Knyazev A., Nikolskiy V., Peretyagin P., Belyaeva K., Nazarova N., Liyaskina E., Malygina D., Revin V. Wound Healing Composite Materials of Bacterial Cellulose and Zinc Oxide Nanoparticles with Immobilized Betulin Diphosphate. Nanomaterials. 2021; 11(3): 713.
  12. Lee G., Lee B., Kim K.-T. Mechanisms and effects of zinc oxide nanoparticle transformations on toxicity to zebrafish embryos. Environ. Sci.: Nano. 2021; 8: 1690-1700.
  13. Yu J., Kim H-J., Go M-R., Bae S-H., Choi S-J. ZnO Interactions with Biomatrices: Effect of Particle Size on ZnO-Protein Corona. Nanomaterials. 2017; 7(11): 377.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Формула 3,28-дифосфата бетулина

Скачать (62KB)
3. Рис. 2. Рентгеновские дифрактограммы ZnO NPs (а) и ZnO NPs-ДФБ (в); СЭМ-изображения ZnO NPs (б, ув. х10000) и ZnO NPs-ДФБ (г, ув. х10000)

Скачать (266KB)
4. Рис. 3. УФ-спектры (а) и ФЛ-спектры (б) образцов: 1 – ZnO NPs, полученные золь-гель методом; 2 – ZnO NPs-ДФБ; 3 – ДФБ

Скачать (144KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».