Record Details

CENTRAL HEMODYNAMICS AND ORGAN MICROCIRCULATION IN VARIOUS ORGANS OF RATS AT SINGLE INTRAVENOUS MAGNETIC NANOPARTICLES INJECTION

Translational Medicine

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title CENTRAL HEMODYNAMICS AND ORGAN MICROCIRCULATION IN VARIOUS ORGANS OF RATS AT SINGLE INTRAVENOUS MAGNETIC NANOPARTICLES INJECTION
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ГЕМОДИНАМИКА И ОРГАННАЯ МИКРОЦИРКУЛЯЦИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНАХ У КРЫС ПРИ ОДНОКРАТНОМ ВНУТРИВЕННОМ ВВЕДЕНИИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ
 
Creator Ya. Toropova G.; Federal Almazov North-West Medical Research Centre
N. Pechnikova A.; Federal Almazov North-West Medical Research Centre; Saint Petersburg State Chemical-Pharmaceutical Academy
D. Korolev V.; Federal Almazov North-West Medical Research Centre; Pavlov First Saint Petersburg State Medical University
K. Gareev G.; Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”
I. Zelinskaya A.; Federal Almazov North-West Medical Research Centre; Saint Petersburg University
S. Minasyan M.; Federal Almazov North-West Medical Research Centre; Pavlov First Saint Petersburg State Medical University
Яна Торопова Геннадьевна; Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова
Надежда Печникова Александровна; Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова; Санкт-Петербургская государственная химикофармацевтическая академия
Дмитрий Королев Владимирович; Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
Камиль Гареев Газинурович; Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина)
Ирина Зелинская Александровна; Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова; Санкт-Петербургский Государственный Университет
Саркис Минасян Минасович; Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
 
Subject магнитные наночастицы; органная микроциркуляция; гемодинамика; magnetic nanoparticles; organ microcirculation; hemodynamics
 
Description Objective. Magnetic nanoparticles (MNPs) based on iron oxide obtained by different methods were tested for their effect on central hemodynamics and organ microcirculation of rats in the absence and presence of an external magnetic field. Design and methods. The experiments were performed on anesthetized Wistar rats under mechanical ventilation flow. Catheterization of common carotid artery and of femoral vein was performed consistently. Thoracotomy and laparotomy were provided to access the internal organs. Registration of organ microcirculatory parameters (heart, liver, spleen and kidney) was performed using a surface probe laser Doppler flowmeter (LDF). Specimens were administered into the femoral vein of rats for 10 minutes while monitoring the heart rate, mean arterial pressure, and patterns of LDF. In case of MNPs’ administration with external magnetic field the impact of magnet was performed in the heart area in MNPs’ administration stage and within 10 minutes after its termination. At the end of administration of the specimens parameters mentioned above had been registered for one hour at an interval of 10 minutes. Organ microcirculation’s and central hemodynamics’ disorders were not observed in the absence of an external magnetic field on the background of magnetite nanoparticles administration. Minor temporary changes of microcirculation were observed when introducing the magnetic nanoparticles with a silica shell. Results. Significant changes in hemodynamics’ and microcirculation’s parameters were not observed when introducing all types of MNPs in the presence of an external magnetic field. Administration of magnetite nanoparticles coated with silica causes minor transient decrease of microcirculation in the myocardium. Conclusion. Magnetic nanoparticles don’t affect the parameters of systemic hemodynamics and organ microcirculation regardless of the method of synthesis and the presence of an external magnetic field. The results indirectly indicate biocompatibility of the investigated types of magnetic nanoparticles.
Цель исследования. Магнитные нанокомпозиты на основе оксида железа, полученные различными способами, были исследованы на предмет их влияния на центральную гемодинамику и органную микроциркуляцию крыс в условиях отсутствия и наличия внешнего магнитного поля. Материалы и методы. Эксперименты проводили на наркотизированных крысах стока Wistar в условиях ИВЛ. Последовательно проводили катетеризацию общей сонной артерии и бедренной вены. Для доступа к внутренним органам производили торакотомию и лапаротомию. Регистрацию параметров микроциркуляции в сердце, печени, селезенке и почках осуществляли с помощью поверхностного датчика лазерного допплеровского флоуметра. Исследуемые агенты вводились в бедренную вену в течение 10 минут с одновременным мониторингом ЧСС (частота сердечных сокращений), САД (среднее артериальное давление) и ЛДФ - грамм. В случае введения МНЧ под управлением внешнего магнитного поля воздействие магнитом осуществляли в области сердца на этапе введения МНЧ и в течение 10 минут после его прекращения. По окончании введения исследуемых агентов производили регистрацию вышеуказанных параметров в течение часа с интервалом в 10 минут. В условиях отсутствия внешнего магнитного поля на фоне введения наночастиц магнетита нарушений органной микроциркуляции и центральной гемодинамики не наблюдалось. При введении магнитных наночастиц с оболочкой из диоксида кремния наблюдались незначительные проходящие изменения микроциркуляции. Результаты. При введении всех видов МНЧ под воздействием внешнего магнитного поля значимых изменений параметров гемодинамики и микроциркуляции не наблюдалось. Введение наночастиц магнетита с оболочкой из диоксида кремния вызвало незначительное кратковременное снижение микроциркуляции в миокарде. Выводы. Магнитные наночастицы не влияют на параметры системной гемодинамики и органной микроциркуляции вне зависимости от способа синтеза и наличия внешнего магнитного поля. Полученные результаты косвенно свидетельствуют о биосовместимости исследованных видов магнитных наночастиц.
 
Publisher Federal Almazov North-West Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia
 
Date 2016-12-23
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/210
 
Source Translational Medicine; Том 3, № 4 (2016); 72-81
Трансляционная медицина; Том 3, № 4 (2016); 72-81
2410-5155
2311-4495
 
Language rus
 
Relation http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/210/211
Veiseh O, Gunn J.W, Zhang M. Design and fabrication of magnetic nanoparticles for targeted drug delivery and imaging. Adv Drug Deliv Rev. 2010; 62(3): 284-304
Brinker C.J, Scherer W.G. Sol-Gel Science, The physics and Chemistry of Sol-Gel processing. San Diego: Academic Press, INC., 1990. p. 908.
Kharitonskii P.V, et al. Microstructure and Magnetic State of Fe3O4-SiO2 Colloidal Particles. J. Magn. 2015; 20(3):1-8.
Gareev K.G, et al. Study of colloidal particles Fe О -SiO2 synthesized by two different techniques. J. Phys. ConfSer. 2015; 643 (1): P.012088.
Bogachev Y.V, Chernenco J.S, Gareev K.G, et al. The Study of Aggregation Processes in Colloidal Solutions of Magnetite-Silica Nanoparticles by NMR Relaxometry, AFM, and UV-Vis-Spectroscopy. Appl. Magn. Reson. 2014; 45(4): 329-337.
Flores G.A, Liu J. In-vitro blockage of a simulated vascular system using magnetorheological fluids as a cancer therapy. European Cells and Materials. 2002; 3 (2): 9-11.
Hallmark B, et al. Observation and modelling of capillary flow occlusion resulting from the capture of superparamagnetic nanoparticles in a magnetic field. Chem. Eng. Sci. 2008; 63 (15): 3960-3965.
Lübbe A.S, et al. Physiological aspects in magnetic drug-targeting. J. Magn. Magn. Mater. 1999; 194(1): 149155.
Nemmar A, Hoylaerts M.F, Hoet P.H, Dinsdale D, Smith T, Xu H, Vermylen J, Nemery B. Ultrafine particles affect experimental thrombosis in an in vivo hamster model. Am J Respir Crit Care Med. 2002;166(7):998-1004.
Дзюман А.Н., Мильто И.В. Структура печени, легкого и почек крыс при внутривенном введении магнитолипосом. Морфология. 2009; 3: 6366
Korolev D.V, Galagudza M.M, Afonin M.V. Reason for the use of magnetic nanoparticles for targeted drug delivery in the ischemic skeletal muscle. Biotechnosphere. 2012; 1(19): 2-6.
Миронов А. Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных препаратов. Часть первая. Москва: Гриф и К, 2012. с. 944
Waynforth H.B, Flecknell P.A. Experimental and surgical technique in the rat. San Diego, CA: Academic Press, INC., 1992. p. 400.
Sharp P, Villano J.S. The Laboratoty Rat. 2nd ed. CRC Press, 2013. p. 399.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).