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ポリマーナノ粒子は、汎用性の高い化学的特性と簡単な製造と機能化により、写真ベースの治療とイメージングの有望な候補として浮上しています。本研究では、アスタキサンチン共役ウシ血清アルブミンポリマー（PPY@BSA-ASTX）による安定化により、ポリピロールナノ粒子を合成しました。合成されたナノ粒子は、MBA-MD-231およびHEK-293細胞と生体適合性がありました。興味深いことに、製造されたナノ粒子は、808 nmのレーザー曝露の下で活性酸素種を生成し、レーザーの出力密度が増加したときに高温効果を発揮しました。PPY@BSA-ASTXの光力学効率はDPBFアッセイによって測定され、0.3W/cm2の電力密度で細胞を殺すのに十分な量の反応性ラジカルを生成することがわかった。光熱面では、温度レベルは、50μg/mLの濃度で、1W/cm2の出力密度で5分以内に57°Cに達しました。in vitro細胞毒性研究では、濃度に依存する光熱および光線力学的毒性が示されました。蛍光顕微鏡調査により、光力学的治療による細胞死と細胞内臓器破壊が調査されました。さらに、ナノ粒子処理されたMBA-MD-231細胞のファントム研究を模倣した組織から強い光音響シグナルを観察しました。結論として、製造されたPPY@BSA-ASTXナノ粒子は、光吸熱または光線力学的治療のための光音響イメージングベースの予後剤として使用できます。
ポリマーナノ粒子は、汎用性の高い化学的特性と簡単な製造と機能化により、写真ベースの治療とイメージングの有望な候補として浮上しています。本研究では、アスタキサンチン共役ウシ血清アルブミンポリマー（PPY@BSA-ASTX）による安定化により、ポリピロールナノ粒子を合成しました。合成されたナノ粒子は、MBA-MD-231およびHEK-293細胞と生体適合性がありました。興味深いことに、製造されたナノ粒子は、808 nmのレーザー曝露の下で活性酸素種を生成し、レーザーの出力密度が増加したときに高温効果を発揮しました。PPY@BSA-ASTXの光力学効率はDPBFアッセイによって測定され、0.3W/cm2の電力密度で細胞を殺すのに十分な量の反応性ラジカルを生成することがわかった。光熱面では、温度レベルは、50μg/mLの濃度で、1W/cm2の出力密度で5分以内に57°Cに達しました。in vitro細胞毒性研究では、濃度に依存する光熱および光線力学的毒性が示されました。蛍光顕微鏡調査により、光力学的治療による細胞死と細胞内臓器破壊が調査されました。さらに、ナノ粒子処理されたMBA-MD-231細胞のファントム研究を模倣した組織から強い光音響シグナルを観察しました。結論として、製造されたPPY@BSA-ASTXナノ粒子は、光吸熱または光線力学的治療のための光音響イメージングベースの予後剤として使用できます。
Polymeric nanoparticles are emerging as promising candidates for photo-based therapy and imaging due to their versatile chemical properties and easy fabrication and functionalization. In the present study we synthesized polypyrrole nanoparticles by stabilization with astaxanthin conjugated bovine serum albumin polymer (PPy@BSA-Astx). The synthesized nanoparticles were biocompatible with MBA-MD-231 and HEK-293 cells. Interestingly, the fabricated nanoparticles produced reactive oxygen species under 808-nm laser exposure and exerted a hyperthermic effect when the power density of the laser was increased. The photodynamic efficiency of PPy@BSA-Astx was measured by DPBF assay, and it was found to generate sufficient amount of reactive radicals to kill the cells at a power density of 0.3W/cm2. In photothermal aspect, the temperature level was reached to 57°C within 5min at 1W/cm2 power density, at the concentration of 50μg/mL. The in vitro cell toxicity studies showed concentration dependent photothermal and photodynamic toxicity. Fluorescence microscopic investigation explored the cell death and intra-cellular organ destruction by photodynamic treatment. In addition, we observed a strong photoacoustic signal from a tissue mimicking phantom study of nanoparticle treated MBA-MD-231 cells. In conclusion, the fabricated PPy@BSA-Astx nanoparticles can be used as photoacoustic imaging based prognostic agents for photothermal or photodynamic treatment.
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