Directed Hydrothermal Synthesis of Aluminosilicates of Various Structural Types and Prospects for Their Use in Medicine

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The results of analysis and experimental studies of the possibilities of using synthetic aluminosilicates (montmorillonites, kaolinites, zeolites) in medicine, in particular in the field of entero- and hemosorption, in the development of targeted drug delivery systems with prolonged and pH-controlled release of the active substance in various environments, as well as components of wound dressings are presented. Montmorillonites, aluminosilicates of the kaolinite subgroup with different particle morphologies and zeolites of structural types Beta, Rho and Y were obtained under hydrothermal conditions and characterized by a complex of physicochemical research methods. The results of studying the adsorption and desorption of model drugs (thiamine hydrochloride, 5-fluorouracil) from porous aluminosilicate matrices of various chemical compositions in various media simulating body environments, adsorption of markers of endogenous intoxication (methylene blue), the ability of aluminosilicates to biodegrade in body environments, and also studies of biological activity, in particular cytotoxicity and hemolytic activity of synthetic aluminosilicates are presented. The results obtained show significant prospects for the use of synthetic aluminosilicates to obtain non-toxic, highly effective sorbents for medical use and drug carriers.

全文:

受限制的访问

作者简介

O. Golubeva

Institute of Silicate Chemistry of Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: olga_isc@mail.ru
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Yu. Alikina

Institute of Silicate Chemistry of Russian Academy of Sciences

Email: olga_isc@mail.ru
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

E. Brazovskaya

Institute of Silicate Chemistry of Russian Academy of Sciences

Email: olga_isc@mail.ru
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

N. Ulyanova

Institute of Silicate Chemistry of Russian Academy of Sciences

Email: olga_isc@mail.ru
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Физикохимия силикатов и оксидов: к 50-летию Института химии силикатов им. И.В. Гребенщикова / Отв. ред. Шульц М.М. СПб.: Наука, 1998. ISBN 5-02-024867-3.
  2. Шульц М.М. // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 8. С. 45.
  3. Лазаренко Е.К. Курс минералогии. М.: Высшая школа, 1963. С. 559.
  4. Li Y., Yu J. // Nat. Rev. Mater. 2021. V. 6. P. 1156. https://doi.org/10.1038/s41578-021-00347-3
  5. Zhang H., Samsudin I., Jaenicke S. et al. // Catal. Sci. Technol. 2022. V. 12. P. 6024. https://doi.org/10.1039/D2CY01325H
  6. Kantevari S., Vuppalapati V.N., Nagarapu L. // Catal. Сommun. 2007. V. 8. № 11. P. 1857. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2007.02.022
  7. Mitsudome T., Nose K., Mizugaki T. et al. // Tetrahedron Lett. 2008. V. 49. № 38. P. 5464. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2008.07.011
  8. Chankeshwara S.V., Chakraborti A.K. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2006. V. 253. № 1–2. P. 198. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2006.03.042
  9. McCusker L.B., Baerlocher C. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2001. V. 137. P. 37. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(01)80244-5
  10. Zhou C., Tong D., Yu W. // Micro and Nano Technologies, Nanomaterials from Clay Minerals / Eds. Wang A., Wang W. Elsevier, 2019. P. 335. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814533-3.00007-7
  11. Шапкин Н.П., Ермак И.М., Разов В.И. и др. // Журн. неорган. химии. 2014. T. 59. № 6. C. 766. https://doi.org/10.1016/10.7868/S0044457X14060191
  12. Гордиенко П.С., Шабалин И.А., Супонина А.П. и др. // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 8. С. 993.
  13. Воловичева Н.А., Королькова С.В., Везенцев А.И. // Научные ведомости. Серия: Естественные науки. 2016. Т. 25. № 246. С. 63.
  14. Гордиенко П.С., Ярусова С.Б., Шабалин И.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. T. 67. № 9. C. 1258. https://doi.org/10.31857/S0044457X22090045
  15. Паничев А.М., Богомолов Н.И., Бгатова Н.П. и др. Цеолиты в хирургии. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. 120 с.
  16. Ghadiri M., Chrzanowski W., Rohanizadeh R. // RSC Adv. 2015. V. 5. № 37. P. 29467. https://doi.org/10.1039/C4RA16945J
  17. Везенцев А.И., Трубицын М.А., Кормош Е.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2012. Т. 12. № 6. С. 998.
  18. Паничев А.М., Гульков А.Н. Природные минералы и причинная медицина будущего. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2001. 210 с.
  19. Park J.H., Shin H.J., Kim M.H. et al. // J. Pharm. Invest. 2016. V. 46. № 4. P. 363. https://doi.org/10.1007/s40005-016-0258-8.
  20. Golubeva O.Yu., Pavlova S.V., Yakovlev A.V. // Appl. Clay Sci. 2015. V. 112–113. P. 10. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.04.013.
  21. Joshi G.V., Patel H.A., Kevadiya B.D. et al. // Appl. Clay Sci. 2009. V. 45. № 4. P. 248. https://doi.org/10.1016/j.clay.2009.06.001.
  22. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Жаркова М.С. и др. // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 6. С. 57. https://doi.org/10.7868/S0132665118060082
  23. Jana S., Kondakova A.V., Shevchenko S.N. et al. // Colloid Surf., B. 2017. V. 151. P. 249. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2016.12.017
  24. Галкина Г.А., Грибкова Е.И., Курашов М.М. и др. // Фармация. Организация и экономика. 2017. Т. 66. № 6. С. 38.
  25. Маркелов Д.А., Ницак О.В., Геращенко И.И. // Хим.-фарм. журн. 2008. Т. 42. № 7. C. 30. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2008-42-7-30-33
  26. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Костырева Т.Г. и др. // Физика и химия стекла. 2013. Т. 39. № 5. С. 753.
  27. Голубева О.Ю., Масленникова Т.П., Ульянова Н.Ю. и др. // Физика и химия стекла. 2014. Т. 40. № 2. С. 343.
  28. Голубева О.Ю., Павлова С.В. // Физика и химия стекла. 2016. Т. 42. № 2. C. 291.
  29. Golubeva O.Yu., Alikina Yu.A., Brazovskaya E.Yu. et al. // J. Nanomater. 2023. V. 13. № 9. P. 1470. https://doi.org/10.3390/nano13091470
  30. Golubeva O.Yu., Alikina Y.A., Brazovskaya E.Y. et al. // J. Chem. Eng. 2022. V. 6. № 5. P. 78. https://doi.org/10.3390/chemengineering6050078
  31. Ul’yanova N.Y., Brazovskaya E.Y., Golubeva O.Y. et al. // Pet. Chem. 2023. https://doi.org/10.1134/S096554412305002X
  32. Sciascia L., Calabrese I., Cavallaro G. et al. // Minerals. 2021. V. 11. № 12. P. 1315. https://doi.org/10.3390/min11121315
  33. Kryuchkova M., Batasheva S., Akhatova F. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 18. P. 9670. https://doi.org/10.3390/ijms22189670
  34. Santos A.C., Ferreira C., Veiga F. et al. // Adv. Colloid Interface Sci. 2018. V. 257. P. 58. https://doi.org/10.1016/j.cis.2018.05.007
  35. Lisuzzo L., Cavallaro G., Milioto S. et al. // J. Nanostruct. Chem. 2021. V. 11. № 4. P. 663. https://doi.org/10.1007/s40097-021-00391-z
  36. Golubeva O.Yu., Alikina Yu.A., Khamova T.V. et al. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. № 22. P. 17008. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c02122
  37. Golubeva O.Y., Alikina Y.A., Brazovskaya E.Y. // Nanomaterials (Basel). 2022. V. 12. № 15. P. 2559. https://doi.org/10.3390/nano12152559.
  38. Golubeva O.Yu, Alikina Yu.A., Brazovskaya E.Yu. et al. // Appl. Clay Sci. 2020. V. 184. P. 105401. https://doi.org/10.1016/j.clay.2019.105401
  39. Hovhannisyan V., Siposova K., Musatov A. et al. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 5528. https://doi.org/10.1038/s41598-021-84927-x
  40. Loiola A.R., Bessa R.A., Oliveira C.P. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2022. V. 560. P. 169651. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.169651.
  41. Голубева О.Ю., Бразовская Е.Ю., Ульянова Н.Ю. и др. // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 2. С. 138.
  42. Голубева О.Ю., Бразовская Е.Ю., Аликина Ю.А. и др. // Физика и химия стекла. 2019. Т. 45. № 1. C. 74. https://doi.org/10.1134/S0132665119010037
  43. Brazovskaya E.Yu., Golubeva O.Yu. // Pet. Chem. 2020. V. 60. № 8. P. 857. https://doi.org/10.1134/S0965544120080046
  44. Маркова М.Н., Гармаева Д.К., Баландина И.А. // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 6. https://science-education.ru/ru/article/view?id=28250 (дата обращения: 13.09.2023).
  45. Дрозд В.А., Мартыненко Е.Е., Митряшов К.В. и др. // Успехи современного естествознания. 2013. № 8. С. 44.
  46. Ульянова Н.Ю., Куриленко Л.Н., Шамова О.В. и др. // Физика и химия стекла. 2020. Т. 2. С. 174. https://doi.org/10.31857/S0132665120020110
  47. Бородин Ю.И., Бгатова Н.П., Паничев А.М. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2007. № 4. Т. 56. С. 41.
  48. Бояринцев В.В., Самойлов А.С., Юдин А.Б. и др. // Инфекции в хирургии. 2011. № 2. С. 43.
  49. Буханов В.Д., Шапошников А.А., Покровский М.В. и др. // МНИЖ. 2013. № 10. Ч. 1. С. 86.
  50. Благитко Е.М., Благитко Е.М., Родионов П.П. и др. Пат. RU № 2245151. 2004.
  51. Буханов В.Д., Везенцев А.И., Соколовский П.В. и др. // Научные ведомости Бел. ГУ. Серия: Естественные науки. 2014. Т. 26. № 3. С. 98.
  52. Horue M., Cacicedo M.L., Fernandez M.A. et al. // Mater. Sci. Eng., C: Mater Biol Appl. 2020. V. 116. P. 111152. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111152
  53. Zhang Y., Chen Y., Zhang Y. et al. // J. Inorg. Biochem. 2013. V. 118. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2012.07.025
  54. Golubeva O.Yu., Brazovskaya E.Yu., Shamova O.V. // Appl. Clay Sci. 2018. V. 163. P. 56. http://doi.org/10/1016/j.clay.2018.07.015
  55. Голубева О.Ю., Яковлев А.В., Шамова О.В. и др. // Физика и химия стекла. 2016. Т. 42. № 1. С. 123.
  56. Golubeva O.Yu., Ulyanova N.Yu., Vladimirova E.V. et al. // Langmuir. 2021. V. 37. № 42. P. 12356. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c01899
  57. Eisenwagen S., Pavelić K. // Arch. Phys. Med. Rehabil. 2020. V. 3. № 2. P. 029. https://doi.org/10.26502/fapr0011
  58. Zarkovic N., Zarkovic K., Kralj M. et al. // Anticancer Res. 2003. V. 23. P. 1589.
  59. Golubeva O.Yu. // Microporous Mesoporous Mater. 2016. V. 224. P. 271. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.12.057
  60. Бразовская Е.Ю., Голубева О.Ю. // Физика и химия стекла. 2017. Т. 43. № 4. С. 401. https://doi.org/10.1134/S1087659617040046
  61. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Яковлев А.В. // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 4. С. 552.
  62. Moshoeshoe M., Nadiye-Tabbiruka M.S., Obuseng V. // Am. J. Med. Sci. 2017. V. 7. № 5. P. 196. https://doi.org/10.5923/j.materials.20170705.12
  63. Аликина Ю.А., Калашникова Т.А., Голубева О.Ю. // Физика и химия стекла. 2021. Т. 47. № 1. С. 56. https://doi.org/10.31857/S0132665121010029
  64. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю. // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 5. С. 726.
  65. Tang T., Zhang L., Dong H. et al. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 7711. https://doi.org/10.1039/C6RA27129D
  66. Пирютко М.М., Бенедиктова Н.В., Корсак Л.Ф. // Стекло и керамика. 1981. № 8. С. 3.
  67. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. М.-Л.: Химия, 1965. C. 360.
  68. Tas A.C., A Cuneyt Tas. // J. Funct. Biomater. 2000. V. 21. № 14. P. 1429. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(00)00019-3
  69. Brazovskaya E.Yu., Golubeva O.Yu. // Pet. Chem. 2023. V. 63. P. 820. https://doi.org/10.1134/S0965544123050055
  70. Аликина Ю.А., Голубева О.Ю., Хамова Т.В. // Физика и химия стекла. 2021. Т. 47. № 4. С. 1. https://doi.org/10.31857/S0132665121040028

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Table 1_Fig. 1

下载 (142KB)
索引源数据
3. Table 1_Fig. 2

下载 (161KB)
索引源数据
4. Fig. 1. Electron micrographs of samples of synthesized aluminosilicates: a, b - montmorillonites obtained under different conditions; c, d, e, f - aluminosilicates of kaolinite subgroup with spherical, sponge, tubular and lamellar morphology, respectively; g, h - zeolites Beta and Rho.

下载 (513KB)
索引源数据
5. Fig. 2. X-ray diffractograms of MT samples synthesized under hydrothermal conditions for 3 h at 350C and 70 MPa: 1 - MT-Al0.2, 2 - MT-Al0.5, 3 - MT-Al0.6, 4 - MT-Al0.8, 5 - MT-Al1.0, 6 - MT-Al1.8 (sample designations are presented in Table S1).

下载 (107KB)
索引源数据
6. Fig. 3. Dependence of cation exchange capacity (■) and ζ-potential (▲) of MT samples on the degree of substitution of magnesium for aluminum in octahedral layers.

下载 (90KB)
索引源数据
7. Fig. 4. Desorption profile of thiamine hydrochloride from MTs of different compositions in model gastric medium (pH 1.2).

下载 (129KB)
索引源数据
8. Fig. 5. Desorption profile of thiamine hydrochloride from MTs of different compositions in a model intestinal environment (pH 7.4).

下载 (140KB)
索引源数据
9. Fig. 6. Release profiles of 5-FU from zeolite matrices: 1 - Beta-Fe3O4 at pH 5.2; 2 - Beta-Fe3O4 at pH 7.4; 3 - Beta at pH 5.2; 4 - Beta at pH 7.4

下载 (83KB)
索引源数据
10. Fig. 7. X-ray diffractograms of Beta-Fe3O4 sample after treatment in synthetic biological fluid for: 1 - 0; 2 - 1; 3 - 2; 4 - 3; 5 - 4 weeks. Bar diagrams of standards: ○ - magnetite nanoparticles;  - SiO2; ■ - Al2O3; ● - NaCl; ▲ - KCl.

下载 (86KB)
索引源数据
11. Fig. 8. Integral kinetic curves of MG sorption by aluminosilicate samples with different particle morphology: ● - spheres, ▲ - nanosponges, ■ - nanotubes, - plates.

下载 (108KB)
索引源数据
12. Fig. 9. Hemolytic activity of aluminosilicate samples. 1 - Gal tubes, 2 - MT-Al1.0, 3 - Kaol plates, 4 - MT-Al0.2, 5 - Rho, 6 - Kaol sponges, 7 - Kaol spheres, 8 - Beta, 9 - MT-Al0, 10 - Y.

下载 (82KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024