Токсикологический профиль нанопрепаратов: способы оценки и анализ рисков при применении в стоматологической практике

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

На сегодняшний день не представлено достоверных результатов исследований, доказывающих, что наночастицы, в том числе входящие в состав стоматологических материалов, способны провоцировать соматические заболевания или другие негативные эффекты в организме. Однако вследствие форсированного развития индустрии нанопрепаратов происходит повышение интереса к исследованиям их безопасности для человека. Поскольку нанотехнологии и нанопрепараты обладают целым рядом практических преимуществ, нет сомнения, что рынок материалов и препаратов с наночастицами будет расширяться.

В настоящем обзоре проанализированы данные 33 зарубежных источников литературы, посвященных способам оценки токсикологической безопасности нанопрепаратов. Все источники опубликованы в период с 2015 по 2020 гг. и размещены в открытой базе данных PubMed. Проведенный нами обзор поможет оценить возможность и разумность экстраполяции результатов этих исследований на стоматологические материалы, содержащие наночастицы, что, несомненно, представляет интерес не только для научных работников, но и для практикующих врачей.

Об авторах

Алиса Владимировна Блинова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: blinova-alisa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4315-163X
SPIN-код: 4239-0519

аспирант кафедры пародонтологии

Россия, Тверь

Вероника Владимировна Корнилова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: vero.c2013@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0967-1612

студентка 4 курса стоматологического факультета

Россия, Тверь

Елена Владимировна Битюкова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: bitykova_l@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6225-8344
SPIN-код: 4004-4569

канд. мед. наук, доцент кафедры пародонтологии

Россия, Тверь

Елена Георгиевна Родионова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: egrodionova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2308-6620
SPIN-код: 5204-2510

канд. мед. наук, доцент кафедры пародонтологии

Россия, Тверь

Список литературы

  1. Dong J, Ma Q. Macrophage polarization and activation at the interface of multi-walled carbon nanotube-induced pulmonary inflammation and fibrosis. Nanotoxicology. 2018;12(2):153-168. doi: 10.1080/17435390.2018.1425501
  2. Derakhshankhah H, Jafari S, Sarvari S, et al. Biomedical Applications of Zeolitic Nanoparticles, with an Emphasis on Medical Interventions. Int J Nanomedicine. 2020;15:363-386. doi: 10.2147/IJN.S234573
  3. Ng CT, Ong CN, Yu LE, et al. Toxicity Study of Zinc Oxide Nanoparticles in Cell Culture and in Drosophila melanogaster. J Vis Exp. 2019;(151):10.3791/59510. doi: 10.3791/59510
  4. Demir E. An in vivo study of nanorod, nanosphere, and nanowire forms of titanium dioxide using Drosophila melanogaster: toxicity, cellular uptake, oxidative stress, and DNA damage. J Toxicol Environ Health A. 2020;83(11-12):456-469. doi: 10.1080/15287394.2020.1777236
  5. Demir E. Drosophila as a model for assessing nanopesticide toxicity. Nanotoxicology. 2020;14(9):1271-1279. doi: 10.1080/17435390.2020.1815886
  6. Abou-Saleh H, Younes N, Rasool K, et al. Impaired Liver Size and Compromised Neurobehavioral Activity are Elicited by Chitosan Nanoparticles in the Zebrafish Embryo Model. Nanomaterials (Basel). 2019;9(1):122. doi: 10.3390/nano9010122
  7. Duan J, Liang S, Yu Y, et al. Inflammation-coagulation response and thrombotic effects induced by silica nanoparticles in zebrafish embryos. Nanotoxicology. 2018;12(5):470-484. doi: 10.1080/17435390.2018.1461267
  8. Ye M, Shi B. Zirconia Nanoparticles-Induced Toxic Effects in Osteoblast-Like 3T3-E1 Cells. Nanoscale Res Lett. 2018;13(1):353. doi: 10.1186/s11671-018-2747-3
  9. Sambale F, Lavrentieva A, Stahl F, et al. Three dimensional spheroid cell culture for nanoparticle safety testing. J Biotechnol. 2015;205:120-129. doi: 10.1016/j.jbiotec.2015.01.001
  10. Kuehn A, Kletting S, de Souza Carvalho-Wodarz C, et al. Human alveolar epithelial cells expressing tight junctions to model the air-blood barrier. ALTEX. 2016;33(3):251-260. doi: 10.14573/altex.1511131
  11. Cao Y, Gong Y, Liu L, et al. The use of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) as an in vitro model to assess the toxicity of nanoparticles to endothelium: a review. J Appl Toxicol. 2017;37(12):1359-1369. doi: 10.1002/jat.3470
  12. Cao Y. The Toxicity of Nanoparticles to Human Endothelial Cells. Adv Exp Med Biol. 2018;1048:59-69. doi: 10.1007/978-3-319-72041-8_4
  13. Abbasi-Oshaghi E, Mirzaei F, Pourjafar M. NLRP3 inflammasome, oxidative stress, and apoptosis induced in the intestine and liver of rats treated with titanium dioxide nanoparticles: in vivo and in vitro study. Int J Nanomedicine. 2019;14:1919-1936. doi: 10.2147/IJN.S192382
  14. George S, Pokhrel S, Xia T, et al. Use of a rapid cytotoxicity screening approach to engineer a safer zinc oxide nanoparticle through iron doping. ACS Nano. 2010;4(1):15-29. doi: 10.1021/nn901503q
  15. Bierkandt FS, Leibrock L, Wagener S, et al. The impact of nanomaterial characteristics on inhalation toxicity. Toxicol Res (Camb). 2018;7(3):321-346. doi: 10.1039/c7tx00242d
  16. Asha Rani PV, Low Kah Mun G, Hande MP, Valiyaveettil S. Cytotoxicity and genotoxicity of silver nanoparticles in human cells. ACS Nano. 2009;3(2):279-290. doi: 10.1021/nn800596w
  17. Holder AL, Marr LC. Toxicity of silver nanoparticles at the air-liquid interface. Biomed Res Int. 2013;2013:328934. doi: 10.1155/2013/328934
  18. Sweeney S, Leo BF, Chen S, et al. Pulmonary surfactant mitigates silver nanoparticle toxicity in human alveolar type-I-like epithelial cells. Colloids Surf B Biointerfaces. 2016;145:167-175. doi: 10.1016/j.colsurfb.2016.04.040
  19. Senyavina NV, Gerasimenko TN, Pulkova NV, Maltseva DV. Transport and Toxicity of Silver Nanoparticles in HepaRG Cell Spheroids. Bull Exp Biol Med. 2016;160(6):831-834. doi: 10.1007/s10517-016-3321-6
  20. Chen L, Wu M, Jiang S, et al. Skin Toxicity Assessment of Silver Nanoparticles in a 3D Epidermal Model Compared to 2D Keratinocytes. Int J Nanomedicine. 2019;14:9707-9719. doi: 10.2147/IJN.S225451
  21. Abdelkhaliq A, van der Zande M, Peters RJB, Bouwmeester H. Combination of the BeWo b30 placental transport model and the embryonic stem cell test to assess the potential developmental toxicity of silver nanoparticles. Part Fibre Toxicol. 2020;17(1):11. doi: 10.1186/s12989-020-00342-6
  22. Abdelkhaliq A, van der Zande M, Undas AK, et al. Impact of in vitro digestion on gastrointestinal fate and uptake of silver nanoparticles with different surface modifications. Nanotoxicology. 2020;14(1):111-126. doi: 10.1080/17435390.2019.1675794
  23. Sokołowska P, Białkowska K, Siatkowska M, et al. Human brain endothelial barrier cells are distinctly less vulnerable to silver nanoparticles toxicity than human blood vessel cells: A cell-specific mechanism of the brain barrier? Nanomedicine. 2017;13(7):2127-2130. doi: 10.1016/j.nano.2017.05.015
  24. Leynen N, Van Belleghem FGAJ, Wouters A, et al. In vivo Toxicity Assessment of Silver Nanoparticles in Homeostatic versus Regenerating Planarians. Nanotoxicology. 2019;13(4):476-491. doi: 10.1080/17435390.2018.1553252
  25. Asghari S, Johari SA, Lee JH, et al. Toxicity of various silver nanoparticles compared to silver ions in Daphnia magna. J Nanobiotechnology. 2012;10:14. doi: 10.1186/1477-3155-10-14
  26. Abramenko N, Demidova TB, Krutyakov YA, et al. The effect of capping agents on the toxicity of silver nanoparticles to Danio rerio embryos. Nanotoxicology. 2019;13(1):1-13. doi: 10.1080/17435390.2018.1498931
  27. van der Zande M, Vandebriel RJ, Van Doren E, et al. Distribution, elimination, and toxicity of silver nanoparticles and silver ions in rats after 28-day oral exposure. ACS Nano. 2012;6(8):7427-7442. doi: 10.1021/nn302649p
  28. Moradi-Sardareh H, Basir HRG, Hassan ZM, et al. Toxicity of silver nanoparticles on different tissues of Balb/C mice. Life Sci. 2018;211:81-90. doi: 10.1016/j.lfs.2018.09.001
  29. Khan AA, Alanazi AM, Alsaif N, et al. Potential cytotoxicity of silver nanoparticles: Stimulation of autophagy and mitochondrial dysfunction in cardiac cells. Saudi J Biol Sci. 2021;28(5):2762-2771. doi: 10.1016/j.sjbs.2021.03.021
  30. Bakr MM, Al-Ankily MM, Shogaa SM, Shamel M. Attenuating Effect of Vitamin E against Silver Nano Particles Toxicity in Submandibular Salivary Glands. Bioengineering (Basel). 2021;8(12):219. doi: 10.3390/bioengineering8120219
  31. Ai M, Du Z, Zhu S, et al. Composite resin reinforced with silver nanoparticles-laden hydroxyapatite nanowires for dental application. Dent Mater. 2017;33(1):12-22. doi: 10.1016/j.dental.2016.09.038
  32. Mozayeni MA, Dianat O, Tahvildari S, et al. Subcutaneous Reaction of Rat Tissues to Nanosilver Coated Gutta-Percha. Iran Endod J. 2017;12(2):157-161. doi: 10.22037/iej.2017.31
  33. Zand V, Lotfi M, Aghbali A, et al. Tissue Reaction and Biocompatibility of Implanted Mineral Trioxide Aggregate with Silver Nanoparticles in a Rat Model. Iran Endod J. 2016;11(1):13-16. doi: 10.7508/iej.2016.01.003

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Блинова А.В., Корнилова В.В., Битюкова Е.В., Родионова Е.Г., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).