Size-dependent toxicological effects comparison of Aluminum Oxide Nanoparticles (Al2O3 NPs)

Amaç: Farklı sentez yöntemleri kullanılarak nanomateryallerin modifiye edilmesi, biyolojik yanıtlarını ve nanoterapötik olarak kullanımlarını etkileyebilir. Bu parçacıkların güvenliği konusunu, altta yatan etkileşim mekanizması ile toksikolojik değerlendirme yoluyla ele almak ve anlamak gerekmektedir. Alüminyum bazlı nano parçacıkların endüstriye hızlı bir şekilde girmesiyle, potansiyel maruziyetleri de önemli ölçüde arttı. Alüminyum oksit nano parçacıkları (Al2O3 NPs) uluslararası kuruluşlar tarafından öncelikli malzemeler arasında yer almaktadır. Araştırmalarda, Al2O3 NP'lerin boyut aralığına bağlı olarak toksik yanıtı henüz ortaya konulmamıştır. Gereç ve Yöntem: Bu nedenle bu çalışmada, Al2O3 NP'lerinin boyut aralığına bağlı olarak MCF-10 ve MCF-7 hücreleri üzerindeki toksikolojik etkilerinin WST-1 testi ile, kırmızı kan hücreleri üzerindeki hemolitik aktivitesinin ve HET-CAM testi ile tahriş etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bulgular: Test sonuçlarında, Al2O3 NP'lerin tüm boyut aralıklarında MCF-10 ve MCF-7 hücreleri üzerinde herhangi bir sitotoksik etki göstermediği, ayrıca Al2O3 NP'ler hiçbir boyutunda hemolize neden olmamıştır (<2%). HET-CAM testinde tüm boyut aralıklarında tahriş edici bir etki olmadığı gözlemlendi. Sonuç: Sonuç olarak, Al2O3 NP'lerinin boyut olarak karakteristik özellikleri açısından yapılan risk değerlendirmesinde, ilaç taşıma sistemlerinde ve immobilizasyon çalışmalarında güvenli kullanım sağlama potansiyeline sahip olduklarını göstermiştir.

Modification of nanomaterials with different synthesis methods can affect their biological response, as well as their use as nanotherapeutics. It is necessary to address and understand the safety issue of these particles through toxicological evaluation with an underlying mechanism of interaction. With the fast entry of aluminum-based nanoparticles into the industry, their potential exposure has also increased significantly. Aluminum oxide nanoparticles (Al2O3 NPs) are among the priority materials by international organizations. Studies have not yet elucidated the toxic response of Al2O3 NPs depending on their size range. Therefore, this study aimed to investigate toxicological effects of Al2O3 NPs depending on size range on MCF-10 and MCF-7 cells by WST-1 test, hemolytic activity on red blood cells and irritation effects by HET-CAM test. As a result of tests, all size ranges of Al2O3 NPs didn’t show any cytotoxic effects on MCF-10 and MCF-7 cells, also none of sizes of Al2O3 NPs were caused hemolysis (<2%). It was observed that there was no irritating effect in all size ranges on HET-CAM test. In conclusion, risk assessments in terms of characteristic features as the size of Al2O3 NPs showed that they have the potential to provide safe use in drug delivery systems and immobilization studies.