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Valverde TM, dos Santos VMR, Viana PIM, Costa GMJ, de Goes AM, Sousa LRD, Xavier VF, Vieira PMDA, de Lima Silva D, Domingues RZ, Ferreira JMDF, Andrade ÂL. Novel Fe 3O 4 Nanoparticles with Bioactive Glass-Naproxen Coating: Synthesis, Characterization, and In Vitro Evaluation of Bioactivity. Int J Mol Sci 2024; 25:4270. [PMID: 38673856 PMCID: PMC11049812 DOI: 10.3390/ijms25084270] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/14/2024] [Revised: 03/28/2024] [Accepted: 04/03/2024] [Indexed: 04/28/2024] Open
Abstract
Immune response to biomaterials, which is intimately related to their surface properties, can produce chronic inflammation and fibrosis, leading to implant failure. This study investigated the development of magnetic nanoparticles coated with silica and incorporating the anti-inflammatory drug naproxen, aimed at multifunctional biomedical applications. The synthesized nanoparticles were characterized using various techniques that confirmed the presence of magnetite and the formation of a silica-rich bioactive glass (BG) layer. In vitro studies demonstrated that the nanoparticles exhibited bioactive properties, forming an apatite surface layer when immersed in simulated body fluid, and biocompatibility with bone cells, with good viability and alkaline phosphatase activity. Naproxen, either free or encapsulated, reduced nitric oxide production, an inflammatory marker, while the BG coating alone did not show anti-inflammatory effects in this study. Overall, the magnetic nanoparticles coated with BG and naproxen showed promise for biomedical applications, especially anti-inflammatory activity in macrophages and in the bone field, due to their biocompatibility, bioactivity, and osteogenic potential.
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Affiliation(s)
- Thalita Marcolan Valverde
- Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas (ICB), Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil; (T.M.V.); (P.I.M.V.); (G.M.J.C.)
| | - Viviane Martins Rebello dos Santos
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas (ICEB), Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto 35400-000, MG, Brazil; (V.M.R.d.S.); (D.d.L.S.)
| | - Pedro Igor Macário Viana
- Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas (ICB), Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil; (T.M.V.); (P.I.M.V.); (G.M.J.C.)
| | - Guilherme Mattos Jardim Costa
- Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas (ICB), Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil; (T.M.V.); (P.I.M.V.); (G.M.J.C.)
| | - Alfredo Miranda de Goes
- Departamento de Patologia Geral, Instituto de Ciências Biológicas (ICB), Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil;
| | - Lucas Resende Dutra Sousa
- Laboratório de Fitotecnologia, Escola de Farmácia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto 35400-000, MG, Brazil; (L.R.D.S.); (V.F.X.)
| | - Viviane Flores Xavier
- Laboratório de Fitotecnologia, Escola de Farmácia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto 35400-000, MG, Brazil; (L.R.D.S.); (V.F.X.)
| | - Paula Melo de Abreu Vieira
- Laboratório de Morfopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto 35400-000, MG, Brazil;
| | - Daniel de Lima Silva
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas (ICEB), Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto 35400-000, MG, Brazil; (V.M.R.d.S.); (D.d.L.S.)
| | - Rosana Zacarias Domingues
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas (ICEx), Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil;
| | - José Maria da Fonte Ferreira
- Departamento de Engenharia de Materiais e Cerâmica, CICECO, Universidade de Aveiro (UA), 3810193 Aveiro, Portugal;
| | - Ângela Leão Andrade
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas (ICEB), Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto 35400-000, MG, Brazil; (V.M.R.d.S.); (D.d.L.S.)
- Departamento de Engenharia de Materiais e Cerâmica, CICECO, Universidade de Aveiro (UA), 3810193 Aveiro, Portugal;
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