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Identification and quantification of gold engineered nanomaterials and impaired fluid transfer across the rat placenta via ex vivo perfusion - 31/07/19

Doi : 10.1016/j.biopha.2019.109148 
J.N. D’Errico a, C. Doherty b, S.B. Fournier b, N. Renkel b, S. Kallontzi c, M. Goedken d, L. Fabris c, B. Buckley b, P.A. Stapleton a, b,
a Department of Pharmacology and Toxicology, Ernest Mario School of Pharmacy, Rutgers University, 160 Frelinghuysen Rd., Piscataway, NJ 08854, USA 
b Environmental and Occupational Health Sciences Institute, 170 Frelinghuysen Rd., Piscataway, NJ 08854, USA 
c Department of Material Science and Engineering, School of Engineering, Rutgers University, 607 Taylor Rd., Piscataway, NJ 08854, USA 
d Research Pathology Services, Rutgers University, Piscataway, NJ 08854, USA 

Corresponding author at: Department of Pharmacology and Toxicology, Ernest Mario School of Pharmacy, Environmental and Occupational Health Sciences Institute, Rutgers University, 170 Frelinghuysen Road, Piscataway, NJ 08854, USA.Department of Pharmacology and ToxicologyErnest Mario School of Pharmacy, Environmental and Occupational Health Sciences InstituteRutgers University170 Frelinghuysen RoadPiscatawayNJ08854USA

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Highlights

Morphological barriers remain intact using our ex vivo placental perfusion technique.
Gold nanoparticles can translocate across the placenta within 20 min of material infusion.
Nanoparticle infusion can impair fluid flow from the maternal to fetal compartment.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abstract

Development and implementation of products incorporating nanoparticles are occurring at a rapid pace. These particles are widely utilized in domestic, occupational, and biomedical applications. Currently, it is unclear if pregnant women will be able to take advantage of the potential biomedical nanoproducts out of concerns associated with placental transfer and fetal interactions. We recently developed an ex vivo rat placental perfusion technique to allow for the evaluation of xenobiotic transfer and placental physiological perturbations. In this study, a segment of the uterine horn and associated placenta was isolated from pregnant (gestational day 20) Sprague-Dawley rats and placed into a modified pressure myography vessel chamber. The proximal and distal ends of the maternal uterine artery and the vessels of the umbilical cord were cannulated, secured, and perfused with physiological salt solution (PSS). The proximal uterine artery and umbilical artery were pressurized at 80 mmHg and 50 mmHg, respectively, to allow countercurrent flow through the placenta. After equilibration, a single 900 μL bolus dose of 20 nm gold engineered nanoparticles (Au-ENM) was introduced into the proximal maternal artery. Distal uterine and umbilical vein effluents were collected every 10 min for 180 min to measure placental fluid dynamics. The quantification of Au-ENM transfer was conducted via inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Overall, we were able to measure Au-ENM within uterine and umbilical effluent with 20 min of material infusion. This novel methodology may be widely incorporated into studies of pharmacology, toxicology, and placental physiology.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Placenta, Engineered nanomaterial, Organ perfusion, Gold nanomaterials, ICP-MS


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