Nanoparticles and nanostructures in biomedical applications

Česká verzia

Authors: A. Fojtík ¹; K. Piksová ²; M. Weiserová ³; V. Bencko ⁴
Authors place of work: České vysoké učení technické v Praze, Fakulta biomedicínského inženýrství, Kladno, Děkan: doc. MUDr. Jozef Rosina, Ph. D. ¹; České vysoké učení technické v Praze, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, Děkan: doc. Ing. Miroslav Čech, CSc., Katedra fyzikální elektroniky Vedoucí: prof. Ing. Pavel Fiala, CSc. ²; Akademie věd České republiky, Mikrobiologický ústav Praha, v. v. i., Ředitel: RNDr. Martin Bilej, DrSc., Buněčná a molekulární mikrobiologie, Vedoucí: RNDr. Jan Nesvera, CSc. ³; 1. lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze, Ústav hygieny a epidemiologie, Přednosta: doc. MUDr. Milan Tuček, CSc. ⁴
Published in the journal: Prakt. Lék. 2012; 92(8): 440-444
Category: Of different specialties

Summary

Magnetic nanoparticles are often used in biomedical applications because they can be manipulated by external electrical and magnetic field. These nanoparticles can be adjusted on the surface – functionalized. The surface adjustment can determine chemical and biochemical properties of nanoparticles. This work presents studies of antiseptic properties of metal nanoparticles. In this work, we propose and describe model of antiseptic´s mechanism and we explain basic bio-application of this nanoparticles. Present work outlines way of experimental studies for our and others laboratories in the Czech Republic. It was discovered that magnetic nanoparticles cause increase of haemoglobin’s level during liquidation process in the body. This fact can be used during application of certain medications, which cause a decrease in the number of erythrocytes.

Key words:
nanoparticles, functionalized nanostructures, surface modification, magnetic properties, chemisorption

Zdroje

1. Poole, Ch.P., Jr., Owens, F.J.: Introduction to nanotechnology. New York: John Willey and Sons, 2003. ISBN 0-471-07935-9.

2. Zhang, D.: Magnetic nanomaterials: conventional synthesis and properties. In Schwarz J.A., Contescu C.I., Putyera K. (Eds.). Dekker encyclopedia of nanoscience and nanotechnology. New York: M. Dekker, 2004.

3. Beiser, A.: Úvod do moderní fyziky. Praha: Academia, 1977.

4. Klusot, P.: Skončil věk „nanotechnologické“ nevinnosti? Vesmír, 2010, 89, s. 286–289.

5. Čapková, P.: Nové funkční nanostruktury s požadovanými vlastnostmi. Vesmír, 2010, 89, s. 295.

6. Černík, M.: Použití nanomateriálů při ochraně a čištění životního prostředí. Vesmír, 2010, 89, s. 316–317.

7. Giersig, M., Chomutov, G. B.: Nanomaterials for application in medicine and biology. Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Nanomaterials for Application in Medicine and Biology, Bonn,Germany, 4-6 October 2006. Berlin: Springer 2008, 188 p. ISBN 978-1-4020-6829-4.

8. Matthews, G.G.: Neurobiology, molecules, cells and systems [online]. 2^nd ed. Dostupný na WWW: http://www.blackwellpublishing.com/matthews/default.html [cit. 2011-11-04].

9. Feldheim, D.L., Foss, C.A.jr.: Metal nanoparticles: synthesis, characterization, and applications. New York: M. Dekker, 2002. ISBN 0-8247-0604-8.

10. Rabišková, M.: Nanočástice pro lékové formy. Remedia 2007; 17: s. 495–501.

11. Rabišková, M.: Využití nanočásticových systémů v medicíně. Remedia 2008, 18: s. 89-97.

12. Pankhurst, Q.A., Connolly, J., Jones, S.K., Dobson, J.: Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine. J. Phys. D: Appl. Phys. 2003, 36, R167-R181.

13. Akira, I, Masashige, S. Hiroyuki, H., Takeshi, K.: Medical application of functionalized magnetic nanoparticles. J Biosci Bioeng, 2005, 100(1), p. 1–11.

14. Buřičová, P.: Vybrané nanočástice a nanostruktury pro aplikaci v biologii, biomedicíně. Diplomová práce. Praha: ČVUT, Fakulta biomedicínského inženýrství, 2008.

15. Nováková, M.: Vybrané magnetické nanočástice a nanostruktury pro aplikace v biomedicíně a lékařství. Diplomová práce. Praha: ČVUT, Fakulta biomedicínského inženýrství, 2008.

16. Kim, J.S., Yoon, T-J, Yu, K. N. et al.: Toxicity and tissue distribution of magnetic nanoparticles in mice. Toxicol Sci. 2006; 89(1): p. 338–347.

17. Arruebo, M., Fernández-Pacheco, R., Ibarra, M.R., Santamaría, J.: Magnetic nanoparticles for drug delivery. Nanotoday 2007, 2(3), p. 22–32.

18. Sun, C., Lee, J.S.H., Zhang, M.: Magnetic nanoparticles in MR imaging and drug delivery. Adv Drug Deliv Rev 2008, 60, p. 1252–1265.

19. Fojtík, A., Novotný, F., Štyndlová, K.: Metal nanoparticles in statu nascendi. (From embryonic stage of Ag nanoparticles to the metal nanoclusters). International Conference NANO 06, November 13-15, 2006, Brno, Czech Republic. Abstract booklet pp. 32. ISBN 80-214-3308-6.

20. Henglein, A., Fojtík, A., Keller, H.: Reaction on colloidal semiconductor particles. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1987; 91: p. 441–446.

21. Fojtik, A., Mulvaney P., Linnert, T., et al.: Formation and reduction of semiconductor-like aggregates of silver-carboxy-alkane-thiolates in aqueous solutions. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1991, 95(7), p. 770–777.

22. Kimling, J., Maier, M., Okenve, B., et al.: Turkevich method for gold nanoparticle synthesis revisited. J. Phys. Chem. B, 2006; 110(32): p. 15700-15707.

23. Appleyard, R.K.: Segregation of new lysogenic types during growth of doubly lysogenic strains derived from Escherichia coli K-12. Genetics, 1954; 39: p. 440–452.

24. Luria, S.E.: Host-induced modifications of viruses. Cold Spring Harb Symp Quant Biol, 1953; 18: p. 237–244.

25. Huang, L., Li, D.Q., Lin, Y.J. et al.: Controllable preparation of Nano-MgO and investigation of its bactericidal properties. J Inorg Biochem, 2005; 99(5): p. 986-993.

26. Piksová, K., Weiserová, M., Jedlličková, A., Fojtík, A.: Silver nanoparticles and their bactericidal effect. Conference proceedings NANOCON 2009, No. 48, ISBN 978-80-87294-12-3.

27. Piksová, K., Weiserová, M., Fojtík, A.: Bactericidal effect of metal nanoparticles and their characterization. Book of Abstracts: 2008 E-MRS Fall Meeting & Exhibit, Varšava, p. 127, ISBN 83-89585-23–5.

28. Berger, J.: Příprava, charakterizace vybraných kovových nočástic a ověření jejich bakteriocidních účinků. Bakalářská práce. Praha: ČVUT, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, 2009.