核心外纳米执行器各种表面功能化对磁电驱动细胞生长的影响
Polina V Chernozem1, Alexander V Romashchenko1,2,3,4, Olga I Solovieva2
1National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk 634050, Russia.
ACS applied materials & interfaces
|March 31, 2025
概括
用酸或pectin功能化的磁电纳米粒子显示出对细胞行为的非侵入性控制的承诺. 这些生物相容纳米粒子为有针对性的生物医学应用提供了新的途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 磁电 (ME) 纳米粒子 (NP) 结合磁性和电性,用于生物医学应用中的电磁刺激.
- 表面功能化影响ME NP属性和生物反应,这一领域需要进一步探索.
研究的目的:
- 通过使用生物相容酸 (CA) 和pectin (PEC) 来研究ME核心纳米粒子 (NP) 的表面功能化.
- 评估CA和PEC功能化对MnFe2O4@Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3 (MFO@BCZT) 的结构,物理特性和生物活性的影响 NPs.
- 评估这些功能化的NP对细胞行为的非侵入性控制的潜力.
主要方法:
- 准球形MFO@BCZT核心外NP的微波辅助热水合成.
- 使用酸 (CA) 和pectin (PEC) 的表面功能化.
- 描述NP结构,物理性质 (磁性,铁电,压电响应) 和ME响应.
- 在体外测试评估流控制和细胞增殖调节.
主要成果:
- 成功地将MFO@BCZT NP与CA和PEC功能化,通过化形成共价键.
- 与CA (25.3 ± 1.0 mV) 相比,PEC功能化显著增加了泽塔电位 (-46.2 ± 0.6 mV).
- 功能化的NP表现出较低的强制性,明显的特定和磁化,并保留了铁电行为,具有强大的压力响应和高ME响应,与基于Co的类似物相比较.
- 实验室研究表明,CA/PEC功能化的NP能够控制流量,并双向调节细胞增殖.
结论:
- 酸和点氨酸是有效的生物相容剂,可以使MFO@BCZT ME NP功能化.
- 表面功能化增强了NP特性,并使细胞过程的非侵入性,有针对性的控制成为可能,例如通过流调节的增殖.
- 开发的ME NPs对先进的生物医学应用具有显著的前景,需要精确,无线控制生物功能.
