Advanced Silica Nanoparticles: Relations between Synthesis, Morphology, and Toxicology

Abstract

Mesoporeuze silica nanopartikels worden momenteel onderzocht als drug delivery systemen, maar zijn nog niet geoptimaliseerd voor een grote variëteit aan drugs. In dit project stellen wij voor om meerlagige periodieke mesoporeuze organosilica (PMO) sferen te gebruiken als een nieuw en verbeterd drug delivery systeem. Onze hypothese is dat door het optimaliseren van de PMO synthese, een meer passend nanopartikel voor drug delivery gecreëerd kan worden in vergelijking met conventionele PMOs. PMOs met één of twee lagen werden gemaakt via sol-gel synthese, geleid door een surfactant template. Hydrothermale behandeling resulteerde in een structurele transformatie naar holle PMOs. De morfologie werd geanalyseerd door gebruik te maken van fysicochemische analyses. De PMOs hadden een diameter tussen de 200 en 300 nm. Alle PMOs waren stabiel in water, met een negatief zeta potentiaal. Echter in andere media, hadden holle PMOs de neiging om te agglomereren. Verder werd de cytotoxiciteit vastgesteld na 24 uur blootstelling. Éénlaagse PMOs wijzigde de celviabiliteit niet. Cellen blootgesteld aan een hoge concentratie tweelaagse PMOs hadden een lichte toename in metabolische activiteit, ROS productie, en LDH vrijzetting in vergelijking met niet-blootgestelde cellen. Hoewel er verdere studies nodig zijn rond stabiliteit en lading, tonen deze PMOs toch dat ze veelbelovend kandidaten zijn als een drug delivery systeem dankzij hun gemakkelijke en beïnvloedbare synthese, groot mesoporeuze volume voor drug lading en biocompatibiliteit.