생의학, 약물 전달 및 영상 응용 분야를 위한 자기 기능 나노입자

금속 나노입자의 생물 의학 응용

항균제

박테리아 감염은 1928년 Alexander Fleming에 의해 페니실린이 발견된 이후 항생제가 주요 치료 방법으로 사용되는 매우 일반적입니다[99]. 나노의학은 미래의 치료를 위해 금속 나노입자를 탐색하는 새롭고 광범위한 가능한 치료 양식을 제공합니다[100]. 표 1은 항균제 적용을 위해 탐색된 일부 나노입자를 나열합니다. 잠재적인 용도에 대해 조사된 한 가지 재료는 은으로, Sreekumar et al. 항균 섬유 네트워크의 일부로 은 나노 입자를 활용했습니다. 나노입자의 크기는 20~120 nm로 다양하며 Escherichia coli에 대한 항균 효과가 있습니다. 은 나노입자가 없는 섬유에 비해 94.3%나 높다[102]. 암피실린과 같은 항생제는 E에서 ≤ 99.9%의 사멸률을 달성할 수 있는 것으로 나타났습니다. 대장균 [103], 같은 연구에서는 E의 특정 균주에서 암피실린에 대한 내성의 출현도 보고했습니다. 대장균 . 이와 동일한 메모에서 E. 대장균 은 나노 입자에 대한 내성을 개발할 수 있습니다. 그러나 이 저항은 유전적 변화가 아니라 콜로이드성 나노입자를 응집시키려는 물리적 반응이다[104]. 또한 항균 특성을 위해 은을 사용하는 Holtz et al. 은 직경이 1-20 nm인 은 나노입자로 '장식된' 60nm 은 바나데이트 나노와이어 시스템을 설계했습니다[105]. 이 시스템은 세 가지 황색포도상구균에 대해 유망한 것으로 나타났습니다. 또한 흥미롭게도 메티실린 내성 황색 포도구균에 대해 훨씬 낮은 성장 억제 농도를 보였습니다. (MRSA) 항생제 옥사실린보다.

은 나노입자 합성은 Verma et al.에 의해 보고되었습니다. 박테리아에 대해 나노입자를 사용한 곳:Pseudomonas fluorescens , E. 대장균 및 곰팡이 Candida albicans [106]. 은 나노입자는 최소 억제 성장 농도가 각각 4.0μg/ml 및 16.0μg/ml인 암피실린 및 네오마이신과 같은 일부 일반적으로 사용되는 항생제와 비교하여 세 가지 균주에 걸쳐 5.83μg/ml의 평균 최소 억제 성장 농도를 가졌습니다. E의 균주에 대해. 대장균 [110]. 잠재적인 관심 대상은 나노입자가 P에 대해 표시되는 특성입니다. 형광등 C. 알비칸 , 둘 다 면역 저하 환자에서 질병을 일으키는 것과 관련이 있습니다[111]. 추가 조사는 은 나노입자가 광범위한 부작용이 있는 암포테리신 B와 같이 가장 일반적으로 사용되는 일부 항생제보다 병원체를 치료하는 더 효율적인 방법임을 발견할 수 있습니다[112].

티오구아닌으로 덮인 금 나노입자의 합성은 Selvaraj et al. 여기서 다음을 포함한 여러 박테리아에 대한 향상된 항균 효과:E. 대장균 , 아스페르길루스 푸미가투스 , 및 녹농균 [107]. 티오구아닌으로 덮인 금 나노입자는 비접합 티오구아닌보다 항암제 및 항균제로서 더 효과적이며 그 활성이 암 약물의 운반체로서의 잠재적인 용도를 나타내는 것으로 밝혀졌습니다. 유사한 방식으로 금 나노 입자는 코리네박테리움 슈도결핵에 항균 효과가 있는 것으로 보고되었습니다. [108], 평균 크기가 25nm인 나노 입자는 50 μg/ml의 용량을 사용하여 20분 노출 후 95%의 박테리아 성장 억제를 나타냈다. 유사하게, 네이키드 금 나노 입자는 S를 포함한 다양한 그람 음성 및 그람 양성 박테리아에 항균 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 구균 , 클렙시엘라 폐렴 , 및 고초균 [109]. 1.35 μg/ml의 AuNPs의 투여량은 S에 대해 46.4±0.4%, 38.3±0.2% 및 57.8±0.2%의 성장 억제를 나타냈다. 구균 , 케이. 폐렴 , 및 B. 자막 , 각각.

항바이러스제

항균 적용과 마찬가지로 금속 나노입자는 항바이러스 적용에서 유망한 것으로 나타났습니다. 표 2는 항바이러스 특성이 있는 것으로 밝혀졌으며 바이러스 치료에 잠재적으로 적용될 수 있는 다양한 나노입자를 보여줍니다. 노출된 은 나노입자와 코팅된 은 나노입자[113,114,115,116]는 나노 규모 범위에 있을 때 항바이러스 적용 범위가 넓은 것으로 나타났습니다.

B형 간염(HBV)은 현재 전 세계적으로 2억 5,700만 명의 사람들에게 영향을 미치는 바이러스 감염이며 세계 보건 기구에 따르면 2015년에 887,000명이 사망했습니다[121]. 작은(10-50 nm) 은나노입자가 HBV에 대한 가능한 치료법으로 테스트되었으며[113], HBV에 효율적으로 결합하고 HBV RNA 생성을 더욱 억제하는 것으로 나타났습니다. 작용 방식은 AgNP가 HBV dsDNA(이중 가닥 DNA)에 결합하기 때문인 것으로 가정됩니다. Rogers et al. 원숭이폭스 바이러스(MPV) [114]에 대한 항바이러스제로서 노출되거나 다당류 코팅이 된 은 나노입자의 사용이 입증되었습니다. 나노 입자는 12.5–100 μg/ml 사이의 농도 범위에서 MPV에 대해 시험관 내에서 테스트되었습니다. 연구 결과에 따르면 사용된 다당류 코팅 은 나노입자(Ag-PS-NPs)의 모든 농도는 시험관 내에서 MPV로 인한 플라크 형성을 감소시킬 수 있었습니다.

은 나노입자는 인간 면역결핍 바이러스(HIV)의 치료에서 역할을 할 수도 있습니다[115, 116]. HIV는 주요 건강 문제이며 WHO는 2016년 현재 3,670만 명이 HIV와 함께 살고 있다고 추정합니다[122]. HIV 치료법을 빠르고 효율적으로 발견하고 시행하는 것이 중요합니다. Lara et al. 은 나노입자(30–50 nm)가 HIV-1 분리주의 모든 균주의 억제를 나타내는 HIV-1 분리주에 미치는 영향을 입증했습니다[116]. 네이키드 나노입자는 전체 IC₅₀를 나타냈습니다. HIV-1에 대해 0.44 mg/ml ± 0.3, 바이러스 억제 메커니즘이 바이러스-숙주 세포 결합 억제인 것으로 나타났으며, 특히 은 나노입자는 gp120 단백질(외피 당단백질)과 표적 세포 사이의 상호작용을 억제합니다. 막 수용체. 또한 같은 그룹에 의해 폴리비닐피롤리돈(PVP)으로 코팅된 은 나노입자가 HIV-1이 인간의 자궁 경부 조직 이식 모델로 형질감염되는 것을 방지하는 능력이 입증되었습니다[115]. 구체적으로, 0.15 mg/ml PVP 코팅된 은 나노입자(PVP-AgNPs)는 HIV-_IIIB에 의한 감염을 억제했습니다. 및 HIV-_AZT-RV 분리합니다. 이 농도의 PVP-AgNPs는 또한 대조군과 비교하여 감염 부위로 림프구(면역 세포)의 증식을 유도했습니다[115].

바이러스에 대해 사용된 것은 은 및 코팅된 은 나노입자뿐이 아닙니다. 양친매성 황산염 리간드로 코팅된 2nm 금 나노입자도 HIV-1에 대해 효과적인 것으로 나타났습니다[118]. 이 입자는 바이러스의 융합 과정을 표적으로 하는 것으로 나타났고 시험관 내에서 gp120 단백질에 결합하고 HIV-1 감염을 직접 중화시키는 것으로 나타났습니다. Mercaptoethanesulfonate-coated gold nanoparticles (Au-MES)는 아마도 숙주 세포에 대한 바이러스 결합, 세포 간 바이러스 확산 또는 바이러스에 대한 세포 감수성의 변경을 억제함으로써 단순 헤르페스 바이러스 1형(HSV-1) 감염을 억제하는 것으로 나타났습니다. 나노입자의 존재로 인한 감염 [117].

구리-요오드화물 나노입자(CuI-NPs)는 고양이 칼리시바이러스(FCV)[119]와 더 흥미롭게도 돼지 기원의 인플루엔자 A 바이러스(H1N1)[120]와 같은 여러 다른 바이러스에 대해 항바이러스 특성을 갖는 것으로 나타났습니다. 100~400nm CuI-NPs는 FCV에 대해 사용될 때 항바이러스 특성을 나타냈고, 1가 Cu 이온이 후속 캡시드 단백질 산화를 유발하여 FCV 비활성화를 유발하는 활성 산소 종(ROS)의 생성에 책임이 있다고 가정했습니다. H1N1 바이러스는 또한 매우 유사한 방식으로 CuI-NPs에 의해 억제되는 것으로 나타났습니다. 즉, 하이드록실 라디칼 생성이 단백질 분해를 유발합니다. 그러나 이러한 라디칼은 감염되지 않은 조직에도 독성이 있는 것으로 판명될 수 있으며, 이는 치료가 사용 승인을 받기 전에 결정하는 것이 중요합니다[123].

이미징

자기공명영상(MRI) 스캐닝은 의료 진단에 매우 유용한 도구이며 선명한 해부학적 영상을 제공합니다. MRI를 사용하면 혈류, 이화학적 특성, 신체 조직 및 기관의 상태를 시각화할 수 있습니다[124]. 조영제는 진단 감도를 향상시키기 위해 MRI에 자주 사용됩니다[125]. 기존에 사용되는 조영제는 킬레이트 계열이지만, 현재 조영제의 가장 큰 단점은 생물학적 안정성과 세포에 축적되었을 때의 독성 수준이다[126]. 예를 들어, 일부 조영제는 요오드 기반이며, 요오드화 조영제 노출은 이후에 발생한 갑상선 기능 항진증 및 발생하는 명백한 갑상선 기능 저하증의 발병과 관련이 있다고 보고되었습니다[127]. 조영제가 신체에 미칠 수 있는 부정적인 영향을 줄임으로써 향상된 스캐닝 효율을 제공하기 위한 대안이 개발되었습니다[128]. 대안은 MRI 스캐닝을 위한 조영제와 유사한 방식으로 작용하는 제제와 접합될 수 있는 금속 나노입자를 포함합니다[129]. 그림 5는 AuNP의 치료 전후에 쥐 대뇌 피질의 MRI 대조 이미지입니다[130].

쥐 대뇌 피질의 치료 전(왼쪽)과 치료 후(오른쪽)의 MRI 대조 이미지. AuNP가 포함된 영역은 빨간색으로 표시됩니다.

표 3은 의료 영상에 사용하기 위해 탐색된 일부 나노 입자를 보여줍니다. 일부 컴퓨터 단층촬영(CT) 조영제는 짧은 순환 반감기[131] 및 잠재적인 조직 손상[130]을 포함한 문제가 있습니다. 이로 인해 금속 나노 입자는 CT 영상에 사용하기 위해 연구되었습니다[132]. Au 나노 입자는 X선 감쇠로 인해 이미징에 유망한 용도를 보여줍니다[133]. Kojimaet al. 은 시험관 내에서 우수한 조영제를 위해 만들어진 PEG-AuNPs(PEG-AuNPs)와 결합된 금 나노입자를 보여주었습니다. X선 컴퓨터 단층촬영의 경우 시판되는 요오드 제제인 iopamidal과 비교[134]. PEG-AuNPs는 시중에서 판매되는 iopamidal보다 더 높은 명암비 효율을 보여 체내에서 빠르게 배설됩니다[135]. 저자들은 또한 PEG-AuNP가 광열 치료를 가능하게 하는 광세포독성 특성을 가지고 있다고 언급했습니다.

Li et al. 죽상 동맥 경화증에 대한 이미징 도구로 코팅 된 AuNP의 사용을 입증했습니다. AuNP는 "단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영"(SPECT)이라고 하는 의료 영상 유형에 적용되었습니다[136]. 이러한 유형의 이미징은 감마 카메라를 사용하는 것과 매우 유사하지만 보다 정확한 분석 기술을 달성하기 위해 슬라이스, 회전 및 조작할 수 있는 진정한 3D 이미지를 제공할 수 있습니다[136]. 변형된 나노입자는 세포사멸성 대식세포를 포함하는 죽상동맥경화증 플라크를 특이적으로 표적화했으며, 이는 죽상동맥경화증 플라크를 침습적으로 정확하게 감지하는 데 유용한 도구임을 나타냅니다[136].

AuNP는 이전에 높은 공간 분해능과 감도를 나타내는 광음향 영상(PA)에 대한 가능한 에이전트로 입증되었습니다[137]. PA relies on the detection of ultrasonic waves which are emitted from tissues when exposed to non-ionizing pulsed laser irradiation [140]. The intensity/magnitude of the ultrasonic emission is responsible for the image contrast, therefore any agent that can both absorb the laser pulses and then give off heat as a result will increase the magnitude of the ultrasonic emission and AuNPs possess the ability to do both of these [141, 142]. AuNPs are potentially better than organic dyes due to the organic dyes’ susceptibility to photo-bleaching and rapid clearing from the blood [143]. AuNPs also have use in cell imaging for examining movement of nanoparticles within cells when conjugated with various cargoes. Figure 6 is a darkfield imaging of A431 lung cancer cells treated with AuNPs that target epidermal growth factor receptor, and the bright areas within the cells are the nanoparticles indicating their locations within the cells [144].

Darkfield imaging of A431 lung cancer cells treated with AuNPs; the bright yellow/orange dots are nanoparticles within the cells

Biomedical Cargo Delivery

Nanoparticles make for an ideal molecule for drug delivery due to the huge surface area to the volume ratio they provide when compared to their bulk material [145]. In addition, it is possible to engineer nanoparticles to either avoid or interact with the immune system in specific ways [146, 147]. For example, it has been demonstrated that an increased hydrophobicity of nanoparticles/sub-groups conjugated to the nanoparticles illicit and increased immune response by measuring cytokine mRNA levels in mice [146]. Focusing in the opposite direction, it has been suggested that nanoparticles can be conjugated with various ligands to directly activate the immune system to target the destruction of a tumor [148] or by accumulation in the liver or spleen for the generation of tolerance or immunity, respectively [147].

Gold nanoparticles have been extensively studied for their delivery of medical cargo, for example, Bhumkar et al. have explored the application of AuNPs for trans-mucosal delivery of insulin. Gold nanoparticles were synthesized in the presence of chitosan, which acts as a polymeric stabilizer [149]. These nanoparticles were then loaded with insulin and administered both nasally and orally to diabetic rats. The results showed an overall reduction in the rat’s blood glucose levels, an indication of successful movement of the nanoparticles through the mucosal membranes and into the bloodstream.

More recently “smart” AuNPs have been employed in PA [138]. These nanoparticles are roughly 10 nm in diameter and are functionalized with citraconic amide moieties which are susceptible to hydrolysis. The citraconic amides are converted into positively charged primary amino acids at a mildly acidic pH, while the surface molecules adopt negative charges at physiological pH [138]. Combined, these two properties cause the “smart” nanoparticles to adopt both positive and negative charges allowing them to aggregate rapidly due to electrostatic attraction. These nanoparticles are referred to as “smart” due to the nanoparticles presenting cancer-specific properties and accumulate rapidly and efficiently in cancer tissues and show a much lower accumulation in normal tissues [150].

Gold nanoparticles can also be used as a delivery system for nucleic acids [153], including oligonucleotides [151] and small interfering RNA (siRNA) [154]. Many different methods have been developed to functionalize AuNPs with nucleic acids, for example, Yonezawa et al. have synthesized gold nanoparticles modified with thiocholine, which then bound to DNA and formed a fusion of wire-like structures throughout the DNA [155]. Sandström et al. demonstrated the ability to bind nucleic acids onto gold nanoparticles [151], and a similar modification has been done by Rosi et al. where tetrathiol-modified antisense oligonucleotides were bound to 13-nm gold nanoparticles [152]. Being able to conjugate nucleic acids to nanoparticles opens up the possibility of targeted gene delivery, which could, for example, lead to genes coding for a specific protein to be delivered to a cell that was either deficient in that protein or could not produce the protein themselves [156]. It has also been exhibited that gold nanoparticles modified with DNA can transfect cancer cells [157] (Table 4).

Anticancer Drug Delivery

Cancer is one of the world’s leading killers with large areas of scientific research being dedicated to the fight against cancer, and nanoparticles offer a new doorway into methods to target and treat cancer. Table 5 presents a selection of nanoparticle/drug conjugates that have been tested for anticancer treatments. Paciotti et al. have investigated the application of PEGylated AuNPs as a carrier for tumor necrosis factor (TNF) which is a cell-signaling protein that possess the ability to induce apoptosis in healthy cells [158]. The Au-PEG-TNF nanoparticles were injected intravenously and agglomerated significantly more in MC-38 colon carcinoma cells compared to other healthy cells/tissues. The TNF not only gave therapeutic action on the MC-38 cells, but also seemed to possess a targeting property, indicated by the lack of agglomeration in healthy cells. Another interesting observation reported was the ability for the Au-PEG-TNF nanoparticles to diminish a tumor mass compared to “free” TNF.

Doxorubicin is a widely used cancer therapeutic agent but has dose-limiting associations with cardiotoxicity. A gold nanoparticle-doxorubicin conjugate has been developed that demonstrates little no to cardiotoxicity to mice while being able to treat cancer [160]. Dixit et al. demonstrated the selective delivery of folic acid-coated AuNPs into folate receptor (FR) positive cancer cells, whereas when compared with a cell line that did not have folate receptors, uptake was shown to be minimal [159]. These results demonstrated the use of folate to target metal nanoparticles to FR-positive cancer cells for tumor imaging and ablation.

Limitations of Single Metal Nanoparticles and Overcoming Them

The principal obstacle with nanoparticle drug delivery is the ability to direct the nanoparticle to the target area [162, 163]. There are several methods in use for metal nanoparticle targeting such as antibodies [164,165,166] and homing peptides [167, 168]. There are however limitations to these methods, with the biggest being that before they even reach the desired target cells they have to pass through a variety of other barriers, such as blood vessels and the blood-brain barrier [169]. One way to overcome this targeting limitation is to use magnetic nanoparticles [170]. A magnetic nanoparticle-targeting system works by directing the nanoparticles to a target site using an external magnetic field, it has already been demonstrated that the magnetic anisotropy of the nanoparticle is a very important factor for medical treatments [171], with a change in anisotropy being able to the change the efficacy of hypothermia treatments for example [172]. Superparamagnetic metal nanoparticles have this property (they only present magnetic properties while in the presence of a magnetic field) [173]. However, the benefit of magnetic nanoparticles also presents a potential limitation, due to the toxicity of many magnetic materials [31, 174, 175]. Despite iron being approved for various imaging uses [5, 6, 31], it has been suggested in several studies that naked iron oxide nanoparticles may have some adverse effects when used in cell labeling [176,177,178]. One method that can be used to overcome any potential toxicity limitations is to coat the iron core [179]. A range of materials can be used as the coating material:silica [180,181,182], polymers [183, 184], gold [62, 93, 95, 185], or silver [58, 186]. Gold has low pharmaceutical activity [187] and silver has been used in biomedical applications for many years [188, 189],

The combination of a superparamagnetic core with an inert and safe metal coating produces metal nanoparticles with superior characteristics to non-magnetic metal particles [190]. As well as reducing toxicity, the coating also provides the potential for the conjugation of functionalized molecules onto the surface, such as drugs and biomolecules for application in the medical field [97, 140, 152]. It is of note that a core-shell nanoparticle still possesses the properties and uses of a nanoparticle made from the same material as just the shell, but the superparamagnetic core gives the ability to direct the nanoparticle in the body [191]. For example, a gold nanoparticle with an antibody is classified as a targeting nanoparticle, introducing the core would classify the nanoparticle as a directed targeting nanoparticle [173].

Current Medicinal Uses of Gold-Coated Iron Oxide Nanoparticles

Core-shell superparamagnetic nanoparticles have already been assessed for their biomedical uses, with a wide range of uses already being applied [192] and with a majority of research investigating into the use of gold as a shell for the nanoparticles, in part due to its biocompatibility and ability to easily bind to a variety of materials. As such, this section will deal exclusively with gold shell nanoparticles. One of these uses is as a magnetic carrier for drug targeting [192,193,194,195,196]. Kayal and Ramanujan have tested an in vitro apparatus that simulates the human circulatory system as a test for the magnetic delivery of gold-coated iron oxide nanoparticles (Au-Fe₃ O₄ ) loaded with doxorubicin [194]. Their system had various magnetic fields of increasing strength next to a capillary through which the doxorubicin-loaded particles were passed. A significant percentage of these nanoparticles were captured within the magnetic fields, strongly indicating the potential for the use of magnetic nanoparticles in drug delivery. Another use for a targeted system is the application of Au-Fe₃ O₄ nanoparticles in photothermal therapy. Bhana et al. demonstrated the use of a core-shell system used in combination therapy deployed against two different cancer cell lines; head and neck (KB-3-1) and breast (SK-BR-3) with a reported decrease in cell viability of 64% when they exposed cell lines to a combined photothermal and photodynamic therapy, compared to each modality used on its own [197]. In photothermal therapy, gold nanoparticles are coated with a ligand, such as PEG [142], and these nanoparticles are irradiated with a laser, with a wavelength that matches the UV-vis λ -max of the gold nanoparticles [194]. The nanoparticles vibrate at the laser’s frequency which causes heat to be released causing the death of the surrounding tissue [198], introducing a core which is superparamagnetic can allow for a more accurate targeting for use in this therapy. Similarly, it has been reported by Kirui et al. that gold hybrid nanoparticles were deployed against SW1222 colorectal cancer in photothermal therapy, showing an increased case of cellular apoptosis after therapy, with their conclusion being that the cells showed an increased uptake, leading to a reduced laser power required to reach threshold therapeutic levels [199]. The use of core-shell nanoparticles for photothermal therapy of cancer has also been reported by other groups [200, 201].

Metal nanoparticles have already shown to have a place in contrast imaging, for example core-shell nanoparticles can also be used in T_1- and T₂ -weighted imaging in MRI [202]. Research by Cho et al. demonstrated that gold-coated iron nanoparticles can be successfully used in MRI imaging, as well as opening the route for conjugating various ligands for use in biosensors [202]. A magnetic carrier capable of imaging and photothermal therapy has been reported by Cheng et al. They demonstrated the magnetic targeting of multi-functional nanoparticles to a tumor in a mouse model, which could be imaged inside the tumor and showed a reduction in the tumor size when combined with photothermal therapy [203]. It is also of note that in this work, both the nanoparticle dosage (1.6 mg/kg) and laser power (1 W/cm ² ) are among the lowest applied for in vivo photothermal therapy. Moreover, there was no obvious toxicity from the nanoparticles reported. Table 6 presents some of the currently reported uses of core-shell nanoparticles.

Another medical area where such core-shell metal nanoparticles have been suggested to make an impact is in directed enzyme prodrug therapy (DEPT) [170, 191]. DEPT is a promising method of cancer treatment, with several therapies making it through to clinical trials [207, 208]. The main principal of DEPT is the targeted delivery of a prodrug-activating enzyme to a tumor site. Upon arrival at the tumor site, the enzyme enters the target cells where it can later activate an administered prodrug. However, the efficacy of the therapy depends on the ability to direct the enzyme to the tumor site, with current directional techniques relying on passive targeting methods such as viruses [207, 209] or antibodies [210, 211], rather than an active targeting system for enzyme delivery. A novel therapy proposed by Gwenin et al. potentially overcomes the targeting issue [170, 212]. This approach involves conjugating a genetically modified prodrug-activating enzyme onto the surface of a gold-coated iron oxide superparamagnetic nanoparticle (AuMNP), then directing the AuMNP-enzyme conjugate to the target site using a magnetic field to increase the efficacy of the targeted therapy. Figure 7 presents some of the uses of a core-shell nanoparticle.

A pictorial representation of the applications of core/shell nanoparticles

결론

In brief, single metal nanoparticles have been shown to currently possess a wide range of biomedical applications, with more application for these nanoparticles being discovered. One of the limiting factors that these nanoparticles face in medical treatments is to find a way for precise accurate targeting of areas within the body, be it for targeting of a drug delivery or for therapies involving the nanoparticles directly. A way to overcome this is to employ a magnetic core to create core-shell nanoparticles that can then be directed around a body using a magnetic field. There are a variety of methods that can be used to synthesize these core-shell nanoparticles, with each method having its own advantages and disadvantages. There remain many obstacles for core-shell nanoparticles before they can be routinely applied in the medical field and these include

<리> 1)

Achieving a synthesis route which produces easily repeatable results;

<리> 2)

Producing particles of a set size [22,23,24] and shape [25,26,27,28]; and

<리> 3)

Producing large enough quantities to make it economically viable [29].

Another key factor is the relatively unknown toxicity of some nanoparticles over an extended period of time due to how relatively new the field of research is.

Availability of Data and Materials

Not applicable

약어

(o/w):

Oil-in-water

(w/o):

Water-in-oil

(w/sc-CO₂ ):

Water-in-supercritical CO₂

AgNP:

Silver nanoparticle

Ag-PS-NPs:

Polysaccharide-coated silver nanoparticles

Au-Fe₃ O₄ :

Gold-coated iron oxide nanoparticle

Au-MES:

Mercaptoethane sulfate-coated gold nanoparticle

AuNP:

금 나노 입자

Au-PEG-TNF:

Polyethylene glycol-coated tumor necrosis factor-loaded gold nanoparticles

CT:

컴퓨터 단층 촬영

CTAB:

Cetyltrimethylammonium bromide

CuI NPs:

Copper-iodine nanoparticles

DNA:

데옥시리보핵산

FCV:

Feline calicivirus

FR:

Folate receptor

Gp120:

Glycoprotein 120

H1N1:

Influenza A of swine origin

HBV:

Hepatitis B virus

HIV:

Human immune-deficiency virus-1

HSV-1:

Herpes simplex virus 1

KB-3-1:

Head and neck cancer

MC-38:

Colon carcinoma

MPV:

Monkeypox virus

MRI:

자기공명영상

PA:

광음향 이미징

PEG:

폴리에틸렌 글리콜

PVP-AgNP:

Polyvinylpyrrolidone-coated silver nanoparticle

RNA:

Ribonucleic acid

ROS:

활성 산소 종

siRNA:

Small interfering ribonucleic acid

Sk-BR-3:

Breast cancer

SPECT:

Single-photon emission computed tomography

TNF:

Tumor necrosis factor

이황화주석 나노플레이크 기반 타액 전기화학 코르티솔 바이오센서 자체 조립 유전체 미세공동 어레이에 의한 광대역 및 스펙트럼 선택적 광검출 향상을 위한 광 포획 공학