ACS OMEGA//(VOL. 6, ISSUE 44)
Volumen: 6, Numero: 44, Páginas: 29882-29892 pp.
Halloysite clay nanotubes (HNTs) have been proposed as highly biocompatible for several biomedical applications. Various polymers have been used to functionalize HNTs, but scarce information exists about polystyrene for this purpose. This work evaluated polystyrene-functionalized HNTs (FHNTs) by comparing its effects with non-FHNTs and innocuous talc powder on in vitro and in vivo models. Monocyte-derived human or murine macrophages and the RAW 264.7 cell line were treated with 0.01, 0.1, 1, and 100 ?g mL?1 FHNTs, HNTs, or talc to evaluate the cytotoxic and cytokine response. Our results show that nanoclays did not cause cytotoxic damage to macrophages. Only the 100 ?g mL?1 concentration induced slight proinflammatory cytokine production at short exposure, followed by an anti-inflammatory response that increases over time. CD1 mice treated with a single dose of 1, 2.5, or 5 mg Kg?1 of FHNTs or HNTs by oral and inhalation routes caused aluminum accumulation in the kidneys and lungs, without bodily signs of distress or histopathological changes in any treated mice, evaluated at 48 h and 30 days post-treatment. Nanoclay administration simultaneously by four different parenteral routes (20 mg Kg?1 ) or the combination of administration routes (parenteral + oral or parenteral + inhalation; 25 mg Kg?1 ) showed accumulation on the injection site and slight surrounding inflammation 30 days post-treatment. CD1 mice chronically exposed to HNTs or FHNTs in the bedding material (ca 1 mg) throughout the parental generation and two successive inbred generations for 8 months did not cause any inflammatory process or damage to the abdominal organs and the reproductive system of the mice of any of the generations, did not affect the number of newborn mice and their survival, and did not induce congenital malformations in the offspring. FHNTs showed a slightly less effect than HNTs in all experiments, suggesting that functionalization makes them less cytotoxic. Doses of up to 25 mg Kg?1 by different administration routes and permanent exposure to 1 mg of HNTs or FHNTs for 8 months seem safe for CD1 mice. Our in vivo and in vitro results indicate that nanoclays are highly biocompatible, supporting their possible safe use for future biomedical and general-purpose applications.
Los nanotubos de arcilla de haloisita (HNT) se han propuesto como altamentebiocompatible para varias aplicaciones biomédicas. Varios polímeros han sidoutilizado para funcionalizar HNT, pero existe poca información sobre el poliestireno paraeste propósito. Este trabajo evaluó HNT funcionalizados con poliestireno (FHNT)comparando sus efectos con no FHNT y polvo de talco inocuo en estudios in vitroy modelos in vivo. Macrófagos humanos o murinos derivados de monocitos y laLa línea celular RAW 264.7 se trató con 0.01, 0.1, 1 y 100 ?g mL-1 FHNT,HNT, o talco para evaluar la respuesta citotóxica y de citoquinas. Nuestros resultados muestranque las nanoarcillas no causaron daño citotóxico a los macrófagos. Solo los 100 mcgLa concentración de mL?1 indujo una ligera producción de citoquinas proinflamatorias enexposición corta, seguida de una respuesta antiinflamatoria que aumenta con el tiempo.hora. Ratones CD1 tratados con una dosis única de 1, 2,5 o 5 mg Kg?1 de FHNT oLos HNT por vía oral y por inhalación causaron la acumulación de aluminio en elriñones y pulmones, sin signos corporales de angustia o cambios histopatológicosen cualquier ratón tratado, evaluado a las 48 h y 30 días después del tratamiento. Administración de nanoarcillas simultáneamente por cuatro diferentesvías parenterales (20 mg Kg?1) o la combinación de vías de administración (parenteral + oral o parenteral + inhalación; 25 mgkg?1) mostró acumulación en el lugar de la inyección y una ligera inflamación circundante 30 días después del tratamiento. ratones CD1 crónicamenteexpuestos a HNT o FHNT en el material de cama (aprox. 1 mg) a lo largo de la generación parental y dos endogámicas sucesivasgeneraciones durante 8 meses no causó ningún proceso inflamatorio o daño a los órganos abdominales y al sistema reproductivo delos ratones de cualquiera de las generaciones, no afectó el número de ratones recién nacidos y su supervivencia, y no indujo cambios congénitosmalformaciones en la descendencia. Los FHNT mostraron un efecto ligeramente menor que los HNT en todos los experimentos, lo que sugiere que la funcionalizaciónlos hace menos citotóxicos. Dosis de hasta 25 mg Kg?1 por diferentes vías de administración y exposición permanente a 1 mg de HNTso FHNT durante 8 meses parecen seguros para ratones CD1. Nuestros resultados in vivo e in vitro indican que las nanoarcillas son altamente biocompatibles,apoyando su posible uso seguro para futuras aplicaciones biomédicas y de propósito general.