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Jul 05, 2023

pH

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 7818 (2023) Citer cet article 947 Accès 1 Citations 1 Détails de Altmetric Metrics Dans cette étude, nous avons préparé un hydrogel nanocomposite sensible au pH à base de

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 7818 (2023) Citer cet article

947 Accès

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Dans cette étude, nous avons préparé un hydrogel nanocomposite sensible au pH à base de chitosane greffé avec un monomère d'acrylamide et des nanoparticules d'or en utilisant la méthode d'irradiation gamma (Cs-g-PAAm/AuNPs). Le nanocomposite a été amélioré avec une couche de nanoparticules d'argent pour améliorer la libération contrôlée du fluorouracile, un médicament anticancéreux, tout en augmentant l'activité antimicrobienne et en diminuant la cytotoxicité des nanoparticules d'argent dans l'hydrogel nanocomposite en se combinant avec des nanoparticules d'or pour améliorer la capacité à tuer un nombre élevé de nanoparticules d'argent. cellules cancéreuses du foie. La structure des matériaux nanocomposites a été étudiée à l'aide de spectroscopie FTIR et de modèles XRD, qui ont démontré le piégeage de nanoparticules d'or et d'argent dans la matrice polymère préparée. Les données de diffusion dynamique de la lumière ont révélé la présence d'or et d'argent à l'échelle nanométrique avec des indices de polydispersité dans les valeurs moyennes, indiquant que les systèmes de distribution fonctionnent mieux. Des expériences de gonflement à différents niveaux de pH ont révélé que les hydrogels nanocomposites Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs préparés étaient très sensibles aux changements de pH. Les nanocomposites bimétalliques Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs sensibles au pH présentent une forte activité antimicrobienne. La présence d'AuNPs a réduit la cytotoxicité des AgNPs tout en augmentant leur capacité à tuer un nombre élevé de cellules cancéreuses du foie. Cs-g-PAAm/Au–Ag-NPs contient une grande quantité de médicament fluorouracile chargé à pH 7,4 atteignant 95 mg/g. avec une libération maximale du médicament de 97 % en 300 minutes. Il a été recommandé d'utiliser les Cs-g-PAAm/Au-Ag-NP pour l'administration orale de médicaments anticancéreux, car ils fixent le médicament encapsulé dans le milieu acide de l'estomac et le libèrent dans le pH intestinal.

Le cancer est une maladie difficile et tenace à traiter qui fait de nombreuses victimes. Plus de dix millions de cas sont découverts chaque année dans le monde1. Il existe de nombreux traitements contre le cancer, mais leurs effets secondaires sur les organes sains sont nombreux et parfois mortels2. Par conséquent, un traitement ciblé des cellules cancéreuses et infectées réduit les effets secondaires et la dose utilisée. Les nanocomposites ont suscité un grand intérêt en tant qu'antimicrobien et antitumoral non conventionnel et sûr, ainsi que comme moyen de suivre la propagation du traitement et de mesurer les progrès du traitement3,4. Les nanoparticules sont hautement réactives chimiquement et transportent une grande quantité de médicament à leur surface en raison de leur petite taille. En raison de leur petite taille, elles peuvent également se déposer ou s'oxyder fortement, perdant leurs propriétés, elles doivent donc être protégées par des agents stabilisants tels que des polymères, des tensioactifs, des polysaccharides, etc. L'efficacité des nanoparticules comme catalyseur, ainsi que leur cytotoxicité , dépend de plusieurs facteurs, notamment du type de polymère utilisé, ainsi que de la taille et de la forme des nanoparticules5,6. Ajitha et al. ont découvert que les PVA-AgNP ont une activité antibactérienne plus élevée que les PEG-AgNP7,8,9. L'accent est mis sur la production de nanoporteurs qui répondent aux stimuli, sont plus capables d'être administrés de manière ciblée et sont plus efficaces pour éliminer les cellules cancéreuses et les microbes. Les composites polymères constituent d'excellents supports pour combiner plusieurs traitements via l'administration intelligente de différents nanomatériaux fonctionnels. Les efforts des chercheurs se sont concentrés sur la production d’un nouveau médicament ou d’une nouvelle stratégie anticancéreuse sûre. Par conséquent, les efforts se sont concentrés sur la production de composites biopolymères pouvant être induits et couplés de manière extrinsèque ou interne (stimuli-réponse) avec des matériaux de taille nanométrique et avec un médicament anticancéreux1,10,11. Les polymères contenant des groupes fonctionnels ionisables peuvent être utilisés dans la production de polymères à réponse stimuli-pH (SRP)12. L'incorporation de SRP avec des nanoparticules de métal ou d'oxyde métallique sélectionnées permet de fabriquer des nanocomposites à réponse aux stimuli (SRN), qui peuvent améliorer la réponse thérapeutique dans des régions pathologiques particulières aux cellules tumorales ciblées. L'administration de médicaments par des nanocomposites métalliques repose sur le concept d'activation/désactivation de composés bioactifs tels que des médicaments, des gènes et de la succession à des tissus ou organes spécifiques via un stimulus tel que la chaleur, les radiations ou un changement de pH9. Les nanocomposites sensibles au pH ou nanocomposites sensibles aux stimuli (SRN) sont l'une des conceptions les plus réussies et les plus efficaces dans le processus de transport et d'administration de médicaments, car les cellules infectées sont acides à un pH de 5 à 6,5 tandis que les cellules saines sont à un pH neutre de 7,4. environnements1,3. Le chargement de nanomatériaux inorganiques sur les polymères améliore leur stabilité et leur efficacité facilite la libération du médicament sur le site cible13,14 et prolonge le temps de circulation sanguine in vivo. Les nanoparticules d'or apparaissent comme des agents prometteurs pour le traitement des maladies, et des particules de taille nanométrique ont été évaluées par rapport à un assortiment de cellules de gowth malignes humaines. Les métaux de transition ont une activité antitumorale, comme le platine, en raison de leur capacité à former des complexes et à activer la liaison et/ou la dissociation et la chimie d'oxydo-réduction. Les composés du platine ont été utilisés et testés pour leur capacité à tuer les cellules cancéreuses et à inhiber la croissance des tumeurs, mais ils ont de graves effets secondaires13,14,15. Les particules d’argent et d’or sont également des métaux de transition qui ont l’avantage de tuer les microbes, car elles entravent le transfert de l’oxygène aux bactéries2,16. Les NP Ag/Au peuvent également entraver le transport des enzymes à travers la surface du microbe ou la surface de la cellule cancéreuse17. Ils peuvent pénétrer dans la cellule microbienne et modifier l’architecture cellulaire du microbe provoquant ainsi la mort du microbe ou éliminant les cellules cancéreuses infectées18. Les AgNP et les AuNP sont un type d'agents antibactériens à large spectre et peuvent constituer des agents prometteurs pour le traitement du cancer4. Les résultats ont montré des progrès significatifs dans la lutte contre les bactéries Gram-négatives et Gram-positives, telles que Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis et Pediococcus acidilactici2. En médecine de précision, les particules d’or et d’argent peuvent également être utilisées comme agents d’administration de médicaments. La combinaison de particules d'argent et d'or peut réduire la cytotoxicité tout en augmentant l'efficacité de la destruction des microbes et des cellules cancéreuses2,16,19. Les particules d'argent ont une plus grande capacité en tant que cofacteur, mais leur cytotoxicité pour les cellules de mammifères est élevée, alors que les particules d'or ont très peu de cytotoxicité. Ainsi, la combinaison des deux molécules réduit la cytotoxicité tout en augmentant l’activité. La combinaison des deux molécules accélère le processus de réaction16,17. Pour bénéficier de la forme et de la taille des nanométaux, ceux-ci doivent être protégés par un agent de coiffage tel que le chitosane pour soutenir la stabilité et l'activité des particules.