物理科技生物学-PHYICA

滑膜ロ┼ラ ドライヴ液和透明质酸溶液中快速纳米粒子扩散

纳米技术 2021-10-03 23:58:06

通过Thamarasee jeewandara,科学X网络,phys 纳米颗粒和滑液的表征

透射电子显微镜图像(a)peg5k- (b)PEG4

9K-PLA6K涂覆的纳米颗粒

(c)与从动态光散射(DLS)获得的流体动力直径分布相比,芯直径分布

(d)滑膜流体的流变表征

SAXS表征(e)PEG涂覆的纳米颗粒和(f)水和滑液中的复合纳米颗粒,具有来自牛滑液的相应信号

学分:科学进展,DOI:10

1126 / SCIADV

ABF8467纳米颗粒作为治疗剂的应用用于联合疾病(如骨关节炎)的药剂

,但纳米颗粒扩散在滑膜中的作用或接头内的流体被不完全理解

在现已发表于科学推进,Mythreyi Unni和Mythreyi Unni)中的新报告中

U

S中化学工程和生物医学工程中的研究小组

使用斯托克斯 - 爱因斯坦关系描述聚合物涂层纳米颗粒在静态滑液和透明质酸中的旋转和平移扩散解决方案

结果为聚合物涂覆的无机纳米颗粒的扩散行为提供了洞察力,这些纳米颗粒在植物中通常存在的生物环境中通常存在的生物环境中的复合体

纳米颗粒中的纳米颗粒是治疗性和诊断剂和研究人员,并寻求了解他们的生物流体中的扩散 - 临床应用的键

颗粒可以被设计成监测和治疗骨关节炎,尽管它们在滑液中的扩散作用仍然被理解[12在这项工作中,Unni等

在牛滑液和透明质酸溶液中研究了胶体,稳定性中性纳米粒子的平移和旋转扩散,其后者构成了滑膜的主要成分接头中的流体

颗粒可以通过基于通过其平移和旋转扩散性描述的随机热波动作为颗粒和流体性质的函数来转移流体中的转移

然而,偏差因此,在溶液中的这种纳米颗粒中发生了斯托克斯 - 爱因斯坦关系

因此缺乏生物和聚电解质溶液中的纳米粒子扩散,并且该信息可以形成用于生物医学纳米颗粒的基本指南应用,包括治疗和诊断关节疾病

UNNI等

使用X射线光子相关光谱测量和动态磁化率测量和实验期间,它们确保了纳米颗粒的胶体稳定性用聚乙二醇涂覆它们

研究的结果为生物环境中的聚合物涂覆的纳米颗粒的行为提供了洞察的洞察

X射线光子相关光谱(XPC)和DMS测量在滑液中的纳米颗粒

在滑膜流体

中的纳米涂层和(b)复合纳米颗粒中的纳米颗粒

,用于提取扩散的特征时间和波形载体之间的相关性的相关性自相关官能来自XPCS测量的(c)PEG涂覆和(d)复合纳米颗粒的系数及其相应的配合曲线

τ与Q的缩放为-2

4(c)和 - 在(d)

乙酰涂层和(f)复合纳米颗粒中的(e)复合纳米粒子

(a)和( b)是平均延迟时间的SD

(c)和(d)中的误差是与特征时间相关的误差

学分:科学推进,DOI:10

1126 / sciadv

ABF8467在SAGVIALINLUNNI等

中纳米颗粒的扩散在研究期间使用不同流体动力学尺寸的使用聚合物涂覆的钴铁氧体纳米颗粒

纳米颗粒保持无机芯直径和流体动力学直径使用透射电子显微镜测量的团队

研究人员使用闪蒸纳米尺寸来制备较大的复合纳米颗粒,并使用小角度X射线散射研究了牛滑液中的旋转扩散性。使用小角度X射线散射研究

测量,它们评估了滑液中纳米颗粒的结构和聚集状态

在滑膜中研究纳米颗粒使用X射线光子相关光谱检查,这提出了颗粒的褐色扩散

当它们使材料进行交替磁场时,它们通过物理粒子旋转作出响应,称为棕色弛豫,其跟随Debye模型

滑膜流体中涂覆的纳米颗粒的动态磁化率测量显示出在流体中更大地限制的底物较大

该团队接下来研究了透明质酸溶液中纳米颗粒的扩散 - 滑膜的主要成分流体

HA溶液的表征HA溶液

HA溶液的流变表征HA溶液用(a)0m NaCl和(b)0

15 m NaCl

(c)具有0和0

(d)在HA溶液中的表征HA溶液的函数的特定粘度

在1和10mg / ml的15 m NaCl

(e)的小角度X射线散射光谱(SAX),在HA溶液中的复合纳米颗粒的表征在HA溶液中,0

15米NaCl在1和10mg / ml

中,学分:科学进展,DOI:10

1126 / SCIADV

ABF8467 ABF8467 ABF8467 ABF8467 ABF8467纳米颗粒在透明质酸溶液中的扩散进一步使用透明质酸和用流动测量表征它们,并注意到浓度低于1mg / ml的溶液的明显牛顿行为

该团队进行小角度散射X射线光谱测量研究透明质酸溶液和水中纳米颗粒的结构和聚集状态

,而复合纳米颗粒在水中保持完整,则该团队向透明质酸溶液中的纳米颗粒注意更广泛的多分散性

纳米级粘度不同于从流变术确定的宏观低剪切粘度

旋转扩散系数对于两种类型的纳米颗粒也不同,其中较小纳米颗粒的值小于较大的复合颗粒的值

基于纳米颗粒的行为,团队假设周围介质粘度远远大于溶剂粘度,这与Albert Einstein对理论的调查一致。F Brownian Motion

然而,1942年,物理学家Maurice L

Huggins改性爱因斯坦的模型来描述聚合物溶液的粘度,并且通过Unni等

在这项工作中呈现的假设

与修饰的模型

纳米颗粒平移和旋转扩散性与来自XPC和DMS测量的HA溶液中的纳米颗粒平移和旋转扩散性,并由Stokes-Einstein方程预测

(A)HA溶液的平移扩散系数用0 m NaCl

(b)具有0 m NaCl的HA溶液的旋转扩散系数

(c)从实验确定的平移和旋转扩散的比率确定的流体动力学半径HA溶液的HA溶液

(d)具有0

15 m NaCl

15 m NaCl

(e)具有0

15 m NaCl

15 M NaCl

15 m NaCl

(e)与0

15 m NaCl

(f)从实验确定的HA溶液与0 15 m NaCl 的基于实验确定的平移和旋转扩散性的比率确定的流体动力学半径。观察到与DLS测量的独立测定的流体动力学半径的观察到表明纳米粒子的浓度依赖性扩散率通过斯托克斯 - 爱因斯坦关系的功能形式进行了很好的描述 学分:科学推进,DOI:10 1126 / sciadv ABF8467由平移和旋转扩散测量确定的纳米颗粒经历的纳米级粘度与宏观低剪切粘度相比 (a)从具有0m NaCl的HA溶液中的纳米颗粒中测定的粘度测定的粘度 (b)从HA溶液中的旋转扩散性和流变率测定的粘度粘度和HA溶液中的纳米颗粒 (c)在HA溶液中的纳米颗粒中测定的粘度粘度,其中HA溶液中的纳米颗粒为0 15 M NaCl (d)从旋转扩散率和测量法测定的HA溶液中的纳米颗粒的流变率为0 15 m NaCl (e)纳米级粘度实验由纳米颗粒中的纳米颗粒,其使用Huggins方程在Hag-涂覆的PEG涂覆和HA中的复合纳米颗粒中的聚合物的浓度依赖性粘度与0 15 m NaCl 误差酒吧往往小于标记 学分:科学推进,DOI:10 1126 / SCIADV ABF8467 Outloughtin以这种方式,Mythreyi Unni和同事介绍了减速师的方法通过研究纳米颗粒在滑膜流体和通常构成关节流体的透明质酸溶液中的扩散来了解纳米颗粒的传输 流体C的组成和流变性能随着年龄和疾病而变化以影响纳米颗粒扩散额外的研究与较宽尺寸范围和涂层的纳米颗粒应该用于评估多孔软骨和多层滑膜中的纳米颗粒的转运 团队描述了使用斯托克斯-einstein关系的聚合物涂覆的纳米颗粒的扩散系数,然后用Huggins开发的模型的介质的粘度描述了这一点 该工作表明如何涂覆聚合物的扩散行为生物液中的纳米颗粒及其成分可以引导生物医学中的纳米颗粒设计

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