Published May 15, 2023
| Version v1
Publication
Open
pH-responsive chitosan/acrylamide/gold/nanocomposite supported with silver nanoparticles for controlled release of anticancer drug
Description
In this study, we prepared a pH-responsive nanocomposite hydrogel based on chitosan grafted with acrylamide monomer and gold nanoparticles using gamma irradiation method (Cs-g-PAAm/AuNPs). The nanocomposite was enhanced with a layer coating of silver nanoparticles to improve the controlled release of the anticancer drug fluorouracil while increasing antimicrobial activity and decreasing the cytotoxicity of silver nanoparticles in nanocomposite hydrogel by combining with gold nanoparticles to enhance the ability to kill a high number of liver cancer cells. The structure of the nanocomposite materials was studied using FTIR spectroscopy and XRD patterns, which demonstrated the entrapment of gold and silver nanoparticles within the prepared polymer matrix. Dynamic light scattering data revealed the presence of gold and silver in the nanoscale with the polydispersity indexes in the mid-range values, indicating that distribution systems work best. Swelling experiments at various pH levels revealed that the prepared Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs nanocomposite hydrogels were highly responsive to pH changes. Bimetallic pH-responsive Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs nanocomposites exhibit strong antimicrobial activity. The presence of AuNPs reduced the cytotoxicity of AgNPs while increasing their ability to kill a high number of liver cancer cells.Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs has a high amount of fluorouracil drug loaded at pH 7.4 reaching 95 mg/g with a maximum drug release of 97% within 300 min. Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs have been recommended to use as oral delivery of anticancer drugs because they secure the encapsulated drug in the acidic medium of the stomach and release it in the intestinal pH.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذه الدراسة، قمنا بإعداد هلام مائي مركب نانوي مستجيب لدرجة الحموضة يعتمد على الكيتوزان المطعم بمونومر الأكريلاميد والجسيمات النانوية الذهبية باستخدام طريقة تشعيع أشعة جاما (Cs - g - PAAm/AuNPs). تم تعزيز المركب النانوي بطبقة من الجسيمات النانوية الفضية لتحسين الإطلاق المتحكم به لعقار الفلورويوراسيل المضاد للسرطان مع زيادة النشاط المضاد للميكروبات وتقليل السمية الخلوية للجسيمات النانوية الفضية في الهلام المائي المركب النانوي من خلال الجمع مع الجسيمات النانوية الذهبية لتعزيز القدرة على قتل عدد كبير من خلايا سرطان الكبد. تمت دراسة بنية المواد المركبة النانوية باستخدام التحليل الطيفي FTIR وأنماط XRD، والتي أظهرت احتجاز الجسيمات النانوية الذهبية والفضية داخل مصفوفة البوليمر المحضرة. كشفت بيانات تشتت الضوء الديناميكي عن وجود الذهب والفضة في المقياس النانوي مع مؤشرات التشتت المتعدد في قيم المدى المتوسط، مما يشير إلى أن أنظمة التوزيع تعمل بشكل أفضل. كشفت تجارب التورم على مستويات درجة الحموضة المختلفة أن الهلاميات المائية المركبة النانوية Cs - g - PAAm/Au - Ag - NPs المحضرة كانت شديدة الاستجابة لتغيرات درجة الحموضة. تُظهر المركبات النانوية المستجيبة لدرجة الحموضة ثنائية المعدن Cs - g - PAAm/Au - Ag - NPs نشاطًا قويًا مضادًا للميكروبات. قلل وجود AuNPs من السمية الخلوية لـ AgNPs مع زيادة قدرتها على قتل عدد كبير من سرطان الكبد cells.Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs يحتوي على كمية عالية من عقار الفلورويوراسيل المحملة عند الرقم الهيدروجيني 7.4 تصل إلى 95 ملغ/غرام مع أقصى إطلاق للدواء بنسبة 97 ٪ في غضون 300 دقيقة. يوصى باستخدام Cs - g - PAAm/Au - Ag - NPs كتوصيل عن طريق الفم للأدوية المضادة للسرطان لأنها تؤمن الدواء المغلف في الوسط الحمضي للمعدة وتطلقه في درجة الحموضة المعوية.Translated Description (French)
Dans cette étude, nous avons préparé un hydrogel nanocomposite sensible au pH à base de chitosane greffé avec du monomère acrylamide et des nanoparticules d'or en utilisant la méthode d'irradiation gamma (Cs-g-PAAm/AuNPs). Le nanocomposite a été amélioré avec un revêtement en couche de nanoparticules d'argent pour améliorer la libération contrôlée du médicament anticancéreux fluorouracile 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 cellules cancéreuses du foie. La structure des matériaux nanocomposites a été étudiée en utilisant la spectroscopie IRTF et les motifs XRD, qui ont démontré le piégeage des 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 les indices de polydispersité dans les valeurs moyennes, indiquant que les systèmes de distribution fonctionnent mieux. Des expériences de gonflement à divers 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'AuNP a réduit la cytotoxicité des AgNP tout en augmentant leur capacité à tuer un nombre élevé de cancers du foie. cells.Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs a une quantité élevée de médicament fluorouracile chargé à pH 7,4 atteignant 95 mg/g avec une libération maximale de médicament de 97 % en 300 min. Il a été recommandé d'utiliser les Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs comme 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.Translated Description (Spanish)
En este estudio, preparamos un hidrogel de nanocompuesto sensible al pH basado en quitosano injertado con monómero de acrilamida y nanopartículas de oro utilizando el método de irradiación gamma (Cs-g-PAAm/AuNPs). El nanocompuesto se mejoró con un recubrimiento de capa de nanopartículas de plata para mejorar la liberación controlada del fármaco anticancerígeno fluorouracilo al tiempo que aumenta la actividad antimicrobiana y disminuye la citotoxicidad de las nanopartículas de plata en el hidrogel de nanocompuesto mediante la combinación con nanopartículas de oro para mejorar la capacidad de matar un gran número de células de cáncer de hígado. La estructura de los materiales nanocompuestos se estudió mediante espectroscopía FTIR y patrones de XRD, lo que demostró el atrapamiento de nanopartículas de oro y plata dentro de la matriz polimérica preparada. Los datos de dispersión dinámica de la luz revelaron la presencia de oro y plata en la nanoescala con los índices de polidispersidad en los valores de rango medio, lo que indica que los sistemas de distribución funcionan mejor. Los experimentos de hinchamiento a varios niveles de pH revelaron que los hidrogeles nanocompuestos de Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs preparados eran altamente sensibles a los cambios de pH. Los nanocompuestos bimetálicos de Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs que responden al pH exhiben una fuerte actividad antimicrobiana. La presencia de AuNP redujo la citotoxicidad de AgNP al tiempo que aumentaba su capacidad para matar un alto número de cáncer de hígado cells.Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs tiene una alta cantidad de fármaco fluorouracilo cargado a pH 7,4 que alcanza los 95 mg/g con una liberación máxima de fármaco del 97% en 300 minutos. Se ha recomendado el uso de Cs-g-PAAm/Au-Ag-NP como administración oral de fármacos contra el cáncer porque aseguran el fármaco encapsulado en el medio ácido del estómago y lo liberan en el pH intestinal.Files
s41598-023-34870-w.pdf.pdf
Files
(9.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a2bf2df78710b7189ad45fb864f75da1
|
9.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- شيتوزان/أكريلاميد/ذهب/مركب نانوي مستجيب لدرجة الحموضة مدعوم بجسيمات نانوية فضية للتحكم في إطلاق الدواء المضاد للسرطان
- Translated title (French)
- chitosane/acrylamide/or/nanocomposite sensible au pH supporté par des nanoparticules d'argent pour une libération contrôlée de médicament anticancéreux
- Translated title (Spanish)
- quitosano/acrilamida/oro/nanocompuesto sensible al pH soportado con nanopartículas de plata para la liberación controlada de fármacos contra el cáncer
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4376612573
- DOI
- 10.1038/s41598-023-34870-w
References
- https://openalex.org/W1266255778
- https://openalex.org/W1965826268
- https://openalex.org/W1974693247
- https://openalex.org/W1995304732
- https://openalex.org/W1996825196
- https://openalex.org/W2001994235
- https://openalex.org/W2004519212
- https://openalex.org/W2049268754
- https://openalex.org/W2052091456
- https://openalex.org/W2064417007
- https://openalex.org/W2102305839
- https://openalex.org/W2109245704
- https://openalex.org/W2111715435
- https://openalex.org/W2111853444
- https://openalex.org/W2133643418
- https://openalex.org/W2133798991
- https://openalex.org/W2159299759
- https://openalex.org/W2165428783
- https://openalex.org/W2188658687
- https://openalex.org/W2314247354
- https://openalex.org/W2317095222
- https://openalex.org/W2563507889
- https://openalex.org/W2591552549
- https://openalex.org/W2749632229
- https://openalex.org/W2765420862
- https://openalex.org/W2770928820
- https://openalex.org/W2781570653
- https://openalex.org/W2782735937
- https://openalex.org/W2789506380
- https://openalex.org/W2811425517
- https://openalex.org/W2893467603
- https://openalex.org/W2953928348
- https://openalex.org/W2980674802
- https://openalex.org/W3018280664
- https://openalex.org/W3034139472
- https://openalex.org/W3088222898
- https://openalex.org/W3126331913
- https://openalex.org/W3186840426
- https://openalex.org/W3209656084
- https://openalex.org/W3216433787
- https://openalex.org/W4205922305
- https://openalex.org/W4206948227
- https://openalex.org/W4220746029
- https://openalex.org/W4280622047
- https://openalex.org/W4281865876
- https://openalex.org/W4283528647
- https://openalex.org/W4297242581
- https://openalex.org/W4313368577