Biomedicinska primena zelenih sintetizovanih nanočestica kao agensa protiv karcinoma i nanovlakna ugrađenih u nanočestice kao potencijalnog premaza za balone obložene lekovima

[S. U. R. Qamar]

VIII, 95 listova

Green nanotechnology enables the conversion of biological systems into environmentally friendly methods for synthesizing nanomaterials. Green approaches utilize biological sources as an alternative to the physicochemical creation of nanoparticles, which involves the use of harmful chemicals and severe settings. By combining the principles of green chemistry, green nanotechnology, and chemical engineering may create metal nanoparticles that are both environmentally beneficial and cost effective, without the need for harmful chemicals during their production. Therefore, in this study, we used the extract of the traditional Serbian tea Bosiljak (Ocimum basilicum L.) and Borovnica (Vaccinium myrtillus) extracts to create silver nanoparticles (AgNPs) in a single step without the use of hazardous chemicals. This eco-friendly, easy-to-use, and reasonably priced approach uses an aqueous plant extract as a reducing and stabilizing agent for AgNPs. The NPs synthesized from Bosiljak and Borovnica were termed as OBTe-AgNPs and VMTe-AgNPs, respectively. UV–Vis spectroscopy, energy dispersive spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and dynamic light spectroscopy (DLS) were all used to examine the AgNPs. UV–Vis spectroscopy displayed surface plasmon resonance (SPR) at 344 nm and 305 nm, respectively for OBTe-AgNPs and VMTe-AgNPs. The FESEM analysis of OBTe-AgNPs and VMTe- AgNPs revealed that both processes oval shape with average size of 55 and 52 nm, respectively. While and TEM analysis revealed that the average size of OBTe-AgNPs and VMTe-AgNPs was 35 nm and 80 nm, respectively. The anti-cancer ability of OBTe-AgNPs against human cervical immortalized (HeLa) cancer cells was tested. While on the other hand, VMTe-AgNPs were used as double action tool as anti-cancer and anti-atherosclerosis against breast adenocarcinoma epithelial cells (MDA-MB-231) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). The results showed that both AgNPs possess cytotoxic effect in a dose dependent manner. OBTe-AgNPs showed IC50 value of 21.78 ± 0.68 μg/ml against HeLa cells. While VMTe-AgNPs showed IC50 value of 29.69 ± 1.47 μg/ml and 17.72 ± 1.25 μg/ml against MDA-MB-231 and HUVEC cells, respectively. Furthermore, the potential of OBTe-AgNPs were incorporated into nanofibers (NFs) as anti-atherosclerosis agent as well as a new coating material for drug coated balloons (DCBs). The Ag release study reveals that there is sustainable release over time from various variations of OBTe-AgNPs-NF. Due to this we saw antiatherosclerosis potential of these OBTe-AgNPs-NFs when exposed to HUVEC cells. In conclusion, AgNPs and AgNPs-NF produced via green nanotechnology have the potential to be used as anti-cancer and anti-atherosclerosis agents. Moreover, AgNPs- NF acts as a newer coating material for DCBs to treat atherosclerosis and peripheral artery disease.

Zelena nanotehnologija omogućava pretvaranje bioloških sistema u ekološki prihvatljive metode za sintezu nanomaterijala. Zeleni pristupi koriste biološke izvore kao alternativu fizičko-hemijskom kreiranju nanočestica, što uključuje upotrebu štetnih hemikalija i teške uslove. Kombinovanjem principa zelene hemije, zelene nanotehnologije i hemijskog inženjeringa mogu se stvoriti metalne nanočestice koje su i ekološki korisne i isplative, bez potrebe za štetnim hemikalijama tokom njihove proizvodnje. Zbog toga smo u ovoj studiji koristili ekstrakt tradicionalnog srpskog čaja Bosiljak (Ocimum basilicum L.) i ekstrakte Borovnice (Vaccinium myrtillus) za stvaranje nanočestica srebra (AgNPs) u jednom koraku bez upotrebe opasnih hemikalija. Ovaj ekološki prihvatljiv pristup, jednostavan za upotrebu i pristupačne cene, koristi vodeni biljni ekstrakt kao sredstvo za redukciju i stabilizaciju nanočestica srebra. Nano čestice sintetisane iz Bosiljaka i Borovnice nazvani su kao OBTe-AgNPs i VMTe-AgNPs, respektivno. UV-Vis spektroskopija, spektroskopija disperzije energije (EDS), transmisiona elektronska mikroskopija (TEM), emisiona skenirajuća elektronska mikroskopija (FESEM) i dinamička svetlosna spektroskopija (DLS) su korišćeni za ispitivanje AgNPs. UV-Vis spektroskopija je pokazala površinsku plazmonsku rezonancu (SPR) na 344 nm i 305 nm, respektivno za OBTe-AgNPs i VMTe-AgNPs. FESEM analiza OBTe-AgNPs i VMTe-AgNPs otkrila je da oba procesa ovalnog oblika sa prosečnom veličinom od 55 i 52 nm. Dok i TEM analiza je otkrila da je prosečna veličina OBTe-AgNPs i VMTe- AgNPs bila 35 nm i 80 nm, respektivno. Testirana je efikasnost OBTe-AgNPs u odnosu na ćelije kancera i ljudskih imortalizovanih ćelija kancera grlića materice (HeLa). Dok su, s druge strane, VMTe-AgNPs korišćene kao sredstvo dvostrukog dejstva kao anti-kancer i anti-ateroskleroza protiv epitelnih ćelija adenokarcinoma dojke (MDA-MB-231) i endotelnih ćelija humane pupčane vene (HUVEC). Rezultati su pokazali da obe AgNPs poseduju citotoksični efekat u zavisnosti od doze. OBTe-AgNPs su pokazali IC50 vrednost od 21,78 ± 0,68 μg/ml prema HeLa ćelijama. Dok su VMTe-AgNPs pokazali IC50 vrednost od 29,69 ± 1,47 μg/ml i 17,72 ± 1,25 μg/ml u odnosu na MDA-MB-231 i HUVEC ćelije, respektivno. Štaviše, potencijal OBTe-AgNPs je ugrađen u nanovlakna (NF) kao agens protiv ateroskleroze, kao i novi materijal za oblaganje balona obloženih lekovima (DCB). Studija oslobađanja Ag otkriva da postoji održivo oslobađanje tokom vremena iz različitih varijacija OBTe-AgNPs-NFs. Zbog toga smo videli antiaterosklerozni potencijal ovih OBTe-AgNPs-NF kada su bili izloženi HUVEC ćelijama. U zaključku, AgNPs i AgNPs-NFs proizvedeni preko zelene nanotehnologije imaju potencijal da se koriste kao agensi protiv raka i ateroskleroze. Štaviše, AgNPs-NFs deluju kao noviji materijal za oblaganje za DCB za lečenje ateroskleroze i bolesti perifernih arterija.

Green nanotechnology, silver nanoparticles, anti-cancer, antiatherosclerosis, nanofibers, drug coated balloons.

Zelena nanotehnologija, nanočestice srebra, anti- kancer, anti-ateroskleroza, nanovlakna, baloni obloženi lekovima.

620.3:[606:61(043) 606:502(043)

Tekst