Penggunaan Nanopartikel Au Nanocages@PEG yang Sangat Biokompatibel sebagai Agen Kontras Baru untuk Pencitraan Pemindaian Computed Tomography In Vivo
Abstrak
Dalam beberapa tahun terakhir, agen kontras telah banyak digunakan dalam teknologi pencitraan untuk meningkatkan kualitas. Nanopartikel memiliki kemampuan deteksi in vivo yang lebih baik daripada agen kontras skala molekul konvensional. Dalam penelitian ini, jenis baru nanopartikel Au nanocages@PEG (AuNC@PEGs) dengan koefisien penyerapan sinar-X yang kuat disintesis sebagai zat kontras untuk pencitraan pemindaian computed tomography (CT). Hasil menunjukkan bahwa AuNC@PEGs memiliki dispensasi air yang baik, sitotoksisitas rendah, dan kemampuan penyerapan sinar-X yang kuat. Lebih lanjut, penelitian in vivo telah menunjukkan bahwa AuNC@PEG yang disintesis memiliki peningkatan kontras yang jelas, waktu sirkulasi yang lama dalam darah, dan toksisitas yang dapat diabaikan secara in vivo. Oleh karena itu, AuNC@PEG yang difungsikan dan disintesis dalam penelitian ini memiliki potensi besar untuk aplikasi klinis dalam pencitraan CT scan.
Pengantar
Dalam beberapa tahun terakhir, computed tomography (CT) scan telah menjadi teknik pencitraan diagnostik yang paling umum digunakan dalam pengaturan klinis, dan memiliki aplikasi luas dalam studi berbagai jaringan manusia. Karena penetrasi yang kuat dan kemampuan kontras yang tinggi dan pemrosesan gambar CT scan yang relatif sederhana, ini dianggap sebagai teknik diagnostik pencitraan non-invasif yang paling kuat dalam sistem medis modern [1, 2]. Namun, dalam proses pencitraan, tidak ada kontras alami antara lesi dan beberapa struktur di sekitarnya. Dengan demikian, zat kontras, yang merupakan zat dengan kepadatan yang relatif lebih tinggi atau lebih rendah, harus digunakan untuk membedakan struktur target atau jaringan dan organ. Selain itu, zat ini memiliki kemampuan penyerapan yang bervariasi di jaringan yang berbeda dan dapat diamati melalui penyinaran sinar-X di jaringan lunak. Penggunaan beberapa molekul dan beberapa agen kontras mikropartikel dalam pencitraan CT scan telah dinilai [3,4,5].
Saat ini, zat kontras yang paling umum digunakan untuk CT scan adalah molekul organik yang mengandung yodium. Molekul beryodium, seperti ion iodida atau preparat non-ionik, secara luas digunakan sebagai agen kontras untuk CT scan dalam pengaturan klinis. Meskipun molekul beryodium dapat memberikan peningkatan kontras CT scan yang baik, mereka memiliki tingkat pembersihan ginjal yang cepat, waktu sirkulasi yang singkat dalam tubuh, dan sifat alergi, yang secara signifikan membatasi aplikasi lebih lanjut [6, 7]. Karena penghapusan cepat pengembang yodium, jendela waktu efektif pencitraan kolam darah sangat terbatas, dan gambar kontras tinggi sulit diperoleh. Lebih jauh lagi, pembersihan cepat obat dalam dosis besar mungkin memiliki potensi efek samping pada ginjal [8, 9].
Dalam dekade terakhir, penerapan nanopartikel dalam biomedis, khususnya dalam pencitraan diagnostik, telah mendapat perhatian yang cukup besar [10]. Dibandingkan dengan agen kontras berbasis yodium, nanopartikel memiliki muatan karakteristik kontras yang tidak dimiliki molekul kecil, dan mereka juga memiliki ukuran, bentuk, dan permukaan yang spesifik [11, 12]. Umumnya, nanopartikel dengan nomor atom besar, seperti emas, perak, dan nanopartikel logam lainnya, memiliki koefisien penyerap sinar-X yang sangat baik; dengan demikian, mereka memiliki kemampuan peningkatan kontras yang luar biasa [13, 14]. Di antara nanopartikel ini, nanopartikel emas telah berkembang pesat di bidang biomedis dan dianggap sebagai pengganti agen pencitraan berbasis yodium karena inersia biologis yang signifikan dan kemudahan sintesis dan modifikasi permukaan [15,16,17]. Nanopartikel emas memiliki waktu sirkulasi darah yang lebih lama, risiko nefrotoksisitas yang lebih rendah, dan koefisien penyerapan sinar-X yang lebih kuat daripada senyawa yodium. Oleh karena itu, penurunan dosis dapat diberikan, dan risiko efek sampingnya rendah [18]. Beberapa nanopartikel emas, termasuk nanospheres, nanorods, dan nanostars, telah banyak digunakan sebagai agen kontras untuk pencitraan CT scan [19, 20], dan memiliki efek yang menjanjikan. Di antara berbagai struktur nano emas, nanocage Au memiliki interior berongga dan dinding berpori tipis; dengan demikian, mereka memiliki luas permukaan yang lebih tinggi dan kemampuan pencitraan CT scan yang lebih efektif daripada nanopartikel emas lainnya dengan morfologi yang berbeda [21, 22]. Dalam beberapa tahun terakhir, Au nanocage telah digunakan sebagai penambah kontras untuk tomografi koherensi optik dan tomografi fotoakustik dan telah ditemukan memiliki kinerja yang baik. Sementara itu, karena area penyerapan yang besar dari nanocage Au, mereka juga merupakan transduser fototermal yang efektif [23, 24]. Sejauh pengetahuan kami, hanya beberapa penelitian yang menilai penggunaan Au nanocage sebagai agen kontras untuk pencitraan CT scan. Berdasarkan penelitian yang disebutkan di atas, kami mengeksplorasi lebih lanjut penggunaan Au nanocage sebagai agen kontras CT scan. Penerapan nanopartikel dalam pencitraan CT scan membutuhkan permukaan dengan biokompatibilitas dan aktivitas biologis. Polyethylene glycol (PEG) adalah polimer biodegradable dan biokompatibel, yang juga merupakan bahan siluman yang digunakan untuk mencegah penangkapan oleh RES dan untuk meningkatkan biokompatibilitas, kemampuan pembersihan ginjal, dan waktu sirkulasi darah; dengan demikian, nanopartikel PEGylated dapat disimpan dalam darah untuk waktu yang lama [15, 25,26,27,28].
Dalam penelitian ini, AuNC@PEG baru disiapkan dan dikarakterisasi. Kemudian, biokompatibilitas in vitro AuNC@PEGs dievaluasi dengan kolorimetri MTT, metode kebocoran laktat dehidrogenase (LDH), uji konsentrasi spesies oksigen reaktif (ROS) intraseluler, Calcein-AM/PI, dan teknik eksperimental lainnya. Selain itu, analisis hematologi dan histologis dilakukan untuk menentukan toksisitas AuNC@PEGs in vivo. Hasil menunjukkan bahwa AuNC@PEGs memiliki biokompatibilitas in vitro dan in vivo yang baik. Selain itu, AuNC@PEGs ditemukan memiliki kemampuan pencitraan CT scan in vitro dan in vivo yang lebih kuat. Hasil eksperimen ini menunjukkan bahwa AuNC@PEGs yang disintesis memiliki keunggulan yang jelas, seperti kontras yang kuat, waktu sirkulasi darah yang lama, dan risiko nefrotoksisitas yang rendah. Oleh karena itu, AuNC@PEG yang difungsikan dan disintesis dalam penelitian ini memiliki potensi besar untuk aplikasi klinis dalam pencitraan CT scan.
Metode
Semua protokol eksperimental, termasuk detail yang relevan, telah disetujui oleh Komite Etika Regional Universitas Kedokteran Jinzhou di Provinsi Liaoning, Tiongkok.
Materi dan Instrumen
Kit uji LDH dan ROS dibeli dari Institut Bioteknologi Nanjing, China, dan kit pewarnaan Calcein-AM/PI dari Shanghai Dongren Chemical Technology Co., Ltd., China. Bahan kimia dan pelarut lainnya dibeli dari Sigma-Aldrich. Semua bagian dinilai menggunakan mikroskop fluoresensi (DMI4000B, Leica, Wetzlar, Jerman). Karakteristik nanopartikel yang disintesis dievaluasi dengan mikroskop elektron transmisi (TEM). Sebuah 256-baris, 512-slice spiral CT scan (Philips, Jerman) digunakan, dan parameter pencitraan adalah sebagai berikut:ketebalan irisan, 0,625 mm; tegangan tabung, 100 Kvp; dan arus tabung, 100 mA.
Sintesis AuNC@PEG
Au nanocage disiapkan menggunakan reaksi penggantian galvanik sederhana antara Ag nanocubes dan HAuCl4 solusi, menurut penelitian sebelumnya [29, 30]. Biasanya, nanocubes Ag 25-nm disiapkan dalam dietilen glikol dan digunakan sebagai templat untuk sintesis nanocage Au 30-nm. Kemudian, SH-PEG (MW 2000, 10 mg dilarutkan dalam 5 mL phosphate-buffered saline (PBS)) ditambahkan ke larutan AuNC (pH 8.0, 6.55 nM, 6 mL) dan diaduk semalaman dalam gelap di bawah nitrogen perlindungan. Setelah mencuci AuNC@PEG tiga kali lagi, mereka didispersikan dalam larutan berair.
Evaluasi Toksisitas In Vitro
Dalam penelitian ini, kolorimetri MTT, metode kebocoran LDH, uji konsentrasi ROS intraseluler, dan pewarnaan Calcein-AM/PI digunakan untuk mendeteksi toksisitas AuNC@PEG yang disintesis secara in vitro. Sel-sel HUVEC diinokulasi ke dalam pelat 96-sumur dengan kepadatan 1 × 10
4
/dengan baik. Media RPMI-1640 yang dilengkapi dengan 10% serum janin sapi dan penisilin (100 μg/mL) dan streptomisin digunakan. Kemudian, sel-sel dikultur pada suhu 37 °C dan inkubator karbon dioksida 5% selama 12 h. Kemudian, media dengan AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda (10, 20, 50, 100, 200, 500, dan 1000 μg/mL) ditambahkan untuk kultur lebih lanjut. Setelah 24 jam, uji MTT diperoleh. Media kultur tanpa nanopartikel digunakan sebagai kontrol pada masing-masing kelompok.
Kemudian, kandungan laktat dehidrogenase (LDH) yang dilepaskan dari sel HUVEC yang diobati dengan AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda ditentukan untuk mengevaluasi toksisitas in vitro. Sel-sel diinokulasi mirip dengan MTT dan kemudian diperlakukan dengan AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda (10, 20, 50, 100, 200, 500, dan 1000 μg/mL) selama 24 jam. Kemudian, supernatan dipisahkan, disentrifugasi, dan dipindahkan ke piring 96-sumur yang bersih. Aktivitas LDH dalam media kultur dinilai sesuai dengan instruksi pabrik, dan absorbansi ditentukan menggunakan instrumen pelabelan enzim (450 nm).
Berdasarkan prinsip pengukuran konsentrasi ROS intraseluler menggunakan kit ROS, DCFH dioksidasi menjadi dichlorofluorescein (DCF), yang merupakan zat fluoresen hijau kuat DCF, dengan adanya 2',7'-dichlorofluorescein (DCFH-DA). Sel-sel HUVEC dikultur dalam pelat 24-sumur selama 12 jam, diperlakukan dengan AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda (50, 100, 200, dan 500 μg/mL) selama 24 jam, dan diinkubasi dengan DCFH-DA pada 37 °C selama 40 menit. Sel-sel diperlakukan dengan hidrogen peroksida (H2 O2 ) digunakan sebagai kontrol positif. Intensitas fluoresensi sel diamati menggunakan mikroskop fluoresensi (λex, 485 nm; em, 525 nm). Sebelum penilaian, media bebas serum dan es digunakan tiga kali untuk mencuci.
Untuk pewarnaan hidup / mati, sel-sel HUVEC diinokulasi ke dalam pelat 24-sumur dan dikultur selama 12 jam. Kemudian, sel-sel diperlakukan dengan AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda (10, 20, 50, 100, 200, 500, dan 1000 μg/mL) selama 24 h. Setelah pencernaan dengan tripsin-EDTA melalui sentrifugasi, sel-sel dicuci dengan PBS (pH =7,4); kemudian, suspensi sel yang disiapkan dicampur dengan reagen Calcein-AM/PI yang telah dikonfigurasi sebelumnya dan dikultur pada suhu 37 °C selama 15 menit. Untuk mendeteksi toksisitas AuNC@PEGs, jumlah sel mati dinilai melalui mikroskop fluoresensi.
Model Hewan
Semua prosedur percobaan hewan dilakukan sesuai dengan kriteria yang ditetapkan oleh Komite Perlindungan dan Penggunaan Hewan Universitas Kedokteran Jinzhou. Setelah percobaan, hewan-hewan itu di-eutanasia sesuai dengan prinsip-prinsip kemanusiaan. Dalam penelitian ini, tikus Sprague Dawley dewasa dengan berat 250–300 g (dibeli dari Pusat Hewan Universitas Kedokteran Jinzhou) digunakan. Dalam percobaan ini, semua hewan secara acak dibagi menjadi beberapa kelompok. Larutan kloral hidrat (10 wt%) diberikan melalui rongga perut; kemudian, semua bahan disuntikkan melalui vena ekor.
Pencitraan CT Scan In Vitro dan In Vivo
Untuk pencitraan CT scan in vitro, AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda dan larutan yodium ditempatkan dalam tabung EP dan diatur dalam urutan yang tepat, dan CT scan dilakukan dari depan ke belakang. Pada CT scan in vivo, setelah pemberian anestesi, hewan dipindai dari kepala hingga ekor, dengan bagian tengah rongga perut digunakan sebagai penanda. Posisi hewan tidak berubah setiap saat. Semua data asli (gambar 0,625 mm) dikirimkan ke stasiun kerja Philips untuk dianalisis melalui CT scan.
Evaluasi Toksisitas Dalam Vivo
Analisis hematologi dilakukan dengan menggunakan teknik pengumpulan darah vena saphena standar. Jaringan jantung, hati, limpa, paru-paru, dan ginjal tikus difiksasi dengan paraformaldehida 4% selama 48 jam dan dimasukkan ke dalam parafin setelah dehidrasi. Bagian parafin setebal 5 μm dan dipasang pada slide kaca. Kemudian dilakukan pewarnaan hematoxylin dan eosin (H&E), dan analisis dilakukan di bawah mikroskop.
Analisis Statistik
Data dianalisis menggunakan analisis varians satu arah, dan P nilai digunakan sebagai indeks. P nilai < 0,05 dianggap signifikan secara statistik, sebagaimana dinyatakan oleh nilai rata-rata SD.
Hasil dan Diskusi
Sintesis dan Karakterisasi AuNC@PEG
Fungsionalisasi permukaan dan kontrol ukuran adalah dua faktor kunci untuk pengembangan agen kontras nano berkinerja tinggi [ 15]. Struktur dan karakter AuNC@PEG ditentukan dengan TEM dan DLS. Gambar 1a menunjukkan hasil bahwa ukuran AuNC@PEGs sekitar 40 nm dengan keseragaman tinggi; sementara itu, jari-jari hidrasi AuNC@PEGs juga digunakan untuk menguji dispersi dalam larutan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1b, jari-jari hidrasi AuNC@PEGs adalah sekitar 50 nm, menunjukkan bahwa AuNC@PEGs sangat stabil tanpa agregasi apa pun . AuNC@PEGs memiliki ukuran yang lebih kecil dan inersia biologis yang relatif baik, yang lebih baik untuk aplikasi nanomedicine. Selain itu, struktur sangkar berongga menunjukkan area permukaan spesifik internal dan eksternal yang besar dan kemampuan pencitraan CT scan yang lebih baik, dan dinding logam di sekitarnya memberikan perlindungan tambahan untuk muatan selama pemrosesan, pengangkutan, dan penyimpanannya. Dengan struktur cangkang inti yang jelas, bagian luarnya ditutupi dengan PEG yang dapat diterapkan secara biologis, yang dapat secara efektif meningkatkan biokompatibilitas dan menghindari penangkapan makrofag.
Gambar TEM dari AuNC@PEGs (a ) dan DLS AuNC@PEG (b )
Keamanan dan Stabilitas AuNC@PEG In Vitro
Sebelum menggunakan AuNC@PEG untuk pencitraan in vivo, kami mengevaluasi keamanan dan stabilitasnya. Pengaruh AuNC@PEGs pada kelangsungan hidup sel HUVEC terdeteksi menggunakan uji MTT (Gbr. 2a). Sel-sel diperlakukan dengan AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda (10, 20, 50, 100, 200, 500, dan 1000 μg/mL) selama 24 h. Hasil uji MTT menunjukkan bahwa tingkat kelangsungan hidup sel AuNC@PEGs serupa dengan kelompok kontrol dan memiliki biokompatibilitas yang baik ketika konsentrasi AuNC@PEGs mencapai 200 μg/mL. Tingkat kelangsungan hidup sel pada konsentrasi 1000 μg/mL masih> 75%.
Evaluasi MTT terhadap viabilitas sel HUVEC yang dikultur dengan konsentrasi AuNC@PEG yang berbeda selama 24 jam (a ). Penilaian laktat dehidrogenase dalam supernatan yang diinduksi oleh AuNC@PEGs dengan LDH (b ). Pemeriksaan pencitraan fluoresensi 24 jam dari sel yang dikultur dengan AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda (H2 O2 (I), 0 μg/mL (II), 50 μg/mL (III), 100 μg/mL (IV), 200 μg/mL (V) dan 500 μg/mL (VI)) dengan metode ROS (c ). *P <0,05, ***P <0,001. Bilah skala adalah 100 μm
Selanjutnya, uji LDH juga digunakan untuk mengevaluasi biokompatibilitas AuNC@PEGs in vitro. Pada sel normal, LDH tidak diperbolehkan melewati membran sel. Ketika membran sel rusak, LDH dilepaskan melalui membran sel [ 31]. Jadi, kami menilai keamanan AuNC@PEG dengan mengukur kandungan LDH dalam supernatan sel (Gbr. 2b) dengan memperlakukan sel dengan AuNC@PEG pada konsentrasi berbeda selama 24 jam. Hasil menunjukkan bahwa tingkat LDH yang dilepaskan oleh sel sedikit meningkat dibandingkan dengan sel kontrol yang tidak terpapar ketika konsentrasi AuNC@PEGs < 200 μg/mL, dan secara signifikan lebih rendah daripada kelompok kontrol positif (H 2 O2 ), yang konsisten dengan hasil uji MTT, dan 200 μg/mL AuNC@PEGs sebagai konsentrasi optimal ditemukan memiliki sitokompatibilitas yang baik.
Selain itu, tes stres oksidatif dan penilaian pewarnaan imunofluoresensi sel hidup/mati (Calcein-AM/PI) dilakukan untuk mendeteksi toksisitas AuNC@PEGs in vitro. Stres oksidatif adalah kondisi berbahaya bagi semua sistem kehidupan, dan spesies oksigen reaktif (ROS) yang berlebihan dapat menyebabkan stres oksidatif [32, 33]. Oleh karena itu, kami mengukur tingkat ROS dalam sel. Setelah 24 h induksi oleh AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda, intensitas fluoresensi hijau sel yang diinduksi pada konsentrasi 50-200 μg/mL tidak berbeda secara signifikan dari kelompok kontrol, dan secara signifikan lebih rendah daripada kelompok kontrol. kelompok kontrol positif (Gbr. 2c). Intensitas fluoresensi sebanding dengan tingkat ROS. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 3, tingkat kelangsungan hidup sel HUVEC pada konsentrasi 0-200 μg/mL adalah>-90% (Gbr. 3a-f). Hasil yang disebutkan di atas memvalidasi bahwa AuNC@PEG pada konsentrasi 200 μg/mL stabil dan memiliki kompatibilitas sel yang baik, dan dapat menjadi agen kontras klinis yang menjanjikan.
Gambar mikroskop fluoresensi pewarnaan hidup dan mati. Tingkat kelangsungan hidup sel HUVEC yang diobati dengan AuNC@PEGs pada konsentrasi yang berbeda (0 μg/mL (a ), 10 μg/mL (b ), 20 μg/mL (c ), 50 μg/mL (d ), 100 μg/mL (e ), 200 μg/mL (f ), 500 μg/mL (g ), dan 1000 μg/mL (j )) selama 24 jam. Fluoresensi hijau mewakili sel hidup dan fluoresensi merah mewakili sel mati. Bilah skala adalah 100 μm
Pencitraan CT Scan In Vitro dan Penentuan Nilai CT
Untuk mengevaluasi kelayakan AuNC@PEGs dalam pencitraan CT scan, kami membandingkan peningkatan kontras dari konsentrasi molar yang berbeda (AuNC@PEGs) dengan penggunaan klinis agen kontras (yodium). Gambar CT scan diperoleh, dan nilai CT diukur. AuNC@PEGs dibandingkan dengan agen pencitraan yodium pada konsentrasi yang sama (50, 100, 200, 500, dan 1000 μg/mL). Hasil menunjukkan bahwa nilai CT ditingkatkan dengan peningkatan konsentrasi (Gbr. 4a), dan menurut analisis nilai CT AuNC@PEGs dan zat kontras yodium (Gbr. 4b), koefisien penyerapan AuNC@PEGs adalah lebih baik daripada agen kontras berbasis yodium pada konsentrasi yang sama, menunjukkan bahwa penggunaan AuNC@PEGs untuk pencitraan CT scan lebih baik.
Perbandingan temuan pemindaian tomografi terkomputasi secara in vitro antara AuNC@PEGs dan agen kontras berbasis yodium. Saat konsentrasi meningkat, intensitas redaman sinar-X meningkat (a ). Perbandingan nilai Hu antara AuNC@PEGs dan agen kontras berbasis yodium (b ). ***P <0,001
Pencitraan CT Scan Di Vivo
Karena kemampuan kontras yang tinggi dari AuNC@PEGs, kami selanjutnya membandingkan kualitas pencitraan AuNC@PEGs dengan agen yodium in vivo. Dua ratus mikroliter AuNC@PEGs (200 μg/mL) disuntikkan melalui vena ekor tikus. Waktu angiografi kumpulan darah di AuNC@PEGs dievaluasi melalui pemindaian titik waktu pra-injeksi (0 min) dan pasca-injeksi berkelanjutan (10, 20, 30, 40, 60, dan 90 min). Kemudian, tikus pada kelompok kontrol disuntik dengan media kontras yodium pada konsentrasi yang sesuai. Dosis injeksi dan waktu pemindaian serupa dengan AuNC@PEGs. Setelah injeksi zat kontras, kami secara bersamaan mengamati peningkatan kontras ginjal (Gbr. 5) dan pengisian kandung kemih (SI Gbr. 1). Hasil menunjukkan bahwa ginjal pada kelompok AuNC@PEGs mencapai puncaknya pada 30 min dan sepenuhnya diekskresikan pada 90min dan pada kelompok agen kontras berbasis yodium mencapai puncak pada 20min dan sepenuhnya diekskresikan pada 60min. Kemudian, kami mengamati bahwa kandung kemih secara bertahap diisi dengan zat kontras dari waktu ke waktu. Temuan ini menunjukkan bahwa waktu angiografi kumpulan darah AuNC@PEGs lebih baik daripada agen kontras berbasis yodium. Semakin lama waktu sirkulasi darah AuNC@PEGs dapat memberikan diagnosis yang lebih baik, dan AuNC@PEG memiliki prospek pengembangan yang lebih baik.
Gambar CT in vivo tikus pada titik waktu yang berbeda setelah pasca-injeksi AuNC@PEGs
Keamanan AuNC@PEG Di Vivo
Seperti ditunjukkan pada Gambar. 6a, parameter standar darah rutin dan analisis fungsi hati dan ginjal dicerminkan oleh kadar hemoglobin, konsentrasi hemoglobin sel rata-rata, volume sel rata-rata, jumlah trombosit, jumlah sel darah merah, jumlah sel darah putih, konsentrasi albumin, kadar alanin aminotransferase, kadar aspartat aminotransferase, dan kadar kreatinin. Dalam analisis statistik, tidak ada perbedaan signifikan yang diamati antara AuNC@PEG, agen kontras yodium, dan kelompok kontrol (P> 0,05). Selain itu, organ (jantung, hati, limpa, paru-paru, dan ginjal) tikus dianalisis secara histologis, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6b, 24 jam setelah injeksi AuNC@PEGs (200 μg/mL); irisan; dan diwarnai (H&E). Dibandingkan dengan kelompok kontrol (tidak disuntik dengan bahan nano), tidak ada perubahan morfologi yang jelas dan cedera yang ditemukan seperti yang ditunjukkan di bawah mikroskop. Hasil yang disebutkan di atas semakin menegaskan keamanan dan keandalan AuNC@PEG in vivo.
Evaluasi toksisitas in vivo dari AuNC@PEGs. Rutinitas darah dan fungsi hati dan ginjal:kadar hemoglobin (I), konsentrasi hemoglobin sel rata-rata (II), volume sel rata-rata (III), trombosit (IV), jumlah sel darah merah (V), jumlah sel darah putih (VI), konsentrasi albumin (VII), level alanine aminotransferase (VIII), level aspartate aminotransferase (IX), dan level kreatinin (X) (a ). Pewarnaan H&E dilakukan pada organ (jantung, hati, limpa, paru-paru, dan ginjal) tikus normal dan tikus yang disuntik dengan AuNC@PEGs selama 24 jam (b ). Bilah skala b adalah 100 μm
Kesimpulan
Kami telah mengembangkan AuNC@PEG, agen kontras CT scan tipe baru, dengan karakteristik, seperti ukuran kecil, kontras tinggi, waktu retensi darah yang lama, dan risiko toksisitas yang rendah. Evaluasi toksisitas in vitro dan in vivo menunjukkan bahwa AuNC@PEGs memiliki biokompatibilitas yang baik dan risiko efek samping yang rendah. Kinerja pencitraan CT scan in vitro dan in vivo menunjukkan bahwa AuNC@PEGs memiliki koefisien penyerapan sinar-X yang lebih tinggi dan waktu angiografi kumpulan darah yang lebih lama daripada agen pencitraan berbasis yodium tradisional. Lebih lanjut, AuNC@PEGs lebih unggul daripada agen pencitraan berbasis yodium, dan penggunaan AuNC@PEGs praktis. Semua hasil ini menunjukkan bahwa AuNC@PEGs memiliki koefisien penyerapan sinar-X yang lebih tinggi daripada agen kontras berbasis yodium tradisional dan bahwa kinerja pencitraan AuNC@PEGs lebih tinggi daripada agen kontras berbasis yodium tradisional. Oleh karena itu, AuNC@PEG yang difungsikan dan disintesis dalam penelitian ini memiliki potensi besar untuk aplikasi klinis dalam pencitraan CT scan.
Ketersediaan Data dan Materi
Data mentah/proses yang diperlukan untuk mereproduksi temuan ini tidak dapat dibagikan saat ini karena data tersebut juga merupakan bagian dari penelitian dan pengembangan yang sedang berlangsung.
