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Stealth Biocompatible Si-Based Nanoparticles for Biomedical Applications

Authors :
Laure Lichon
Armand Masion
Marcel Garcia
Magali Gary-Bobo
Mélanie Auffan
Alain Morère
Morgane Daurat
Bernard Angeletti
Khaled El Cheikh
Arnaud Chaix
Frédérique Cunin
Wei Liu
Jean-Olivier Durand
Afitz Da Silva
Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM)
Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] (IBMM)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
School of Computer [Chine]
National University of Defense Technology [Changsha]
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier ( ICGM ICMMM )
Université Montpellier 1 ( UM1 ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier ( ENSCM ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] ( IBMM )
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier ( ENSCM ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement ( CEREGE )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Collège de France ( CdF ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS )
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Source :
Nanomaterials, Nanomaterials, MDPI, 2017, 7 (10), pp.288. ⟨10.3390/nano7100288⟩, Nanomaterials, Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2017, 7 (10), 〈10.3390/nano7100288〉, Nanomaterials, 2017, 7 (10), pp.288. ⟨10.3390/nano7100288⟩, Nanomaterials; Volume 7; Issue 10; Pages: 288, Nanomaterials, Vol 7, Iss 10, p 288 (2017), Nanomaterials, Vol. 7, No 10 (2017)
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; A challenge regarding the design of nanocarriers for drug delivery is to prevent their recognition by the immune system. To improve the blood residence time and prevent their capture by organs, nanoparticles can be designed with stealth properties using polymeric coating. In this study, we focused on the influence of surface modification with polyethylene glycol and/or mannose on the stealth behavior of porous silicon nanoparticles (pSiNP, similar to 200 nm). In vivo biodistribution of pSiNPs formulations were evaluated in mice 5 h after intravenous injection. Results indicated that the distribution in the organs was surface functionalization-dependent. Pristine pSiNPs and PEGylated pSiNPs were distributed mainly in the liver and spleen, while mannose-functionalized pSiNPs escaped capture by the spleen, and had higher blood retention. The most efficient stealth behavior was observed with PEGylated pSiNPs anchored with mannose that were the most excreted in urine at 5 h. The biodegradation kinetics evaluated in vitro were in agreement with these in vivo observations. The biocompatibility of the pristine and functionalized pSiNPs was confirmed in vitro on human cell lines and in vivo by cytotoxic and systemic inflammation investigations, respectively. With their biocompatibility, biodegradability, and stealth properties, the pSiNPs functionalized with mannose and PEG show promising potential for biomedical applications.

Details

Language :
English
ISSN :
20794991
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nanomaterials, Nanomaterials, MDPI, 2017, 7 (10), pp.288. ⟨10.3390/nano7100288⟩, Nanomaterials, Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2017, 7 (10), 〈10.3390/nano7100288〉, Nanomaterials, 2017, 7 (10), pp.288. ⟨10.3390/nano7100288⟩, Nanomaterials; Volume 7; Issue 10; Pages: 288, Nanomaterials, Vol 7, Iss 10, p 288 (2017), Nanomaterials, Vol. 7, No 10 (2017)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....343905c4e47feb17a1b43c3ab9eb50d1
Full Text :
https://doi.org/10.3390/nano7100288⟩