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Environmentally Friendly Low-Temperature Synthesis of Black TiO Nanoparticles and Preliminary Cytotoxicity Evaluation in HEK-293T Cells.

Introduction. Titanium dioxide (TiO) finds use in various medical applications and devices. Its unique properties, particularly its band gap, play a key role in these applications. TiO is widely employed in biomedical contexts due to its capability to reflect and scatter UV radiation, as well as its...

Descripción completa

Publicado en:Revista Biomedica Vol. 36; no. 3; pp. 76 - 87
Autores principales: Ramírez-Herrera, Angel Daniel, Bretado-Aragón, Luis Alberto, Barbosa-Sabanero, Gloria, Alvarado-Caudillo, Yolanda, Salinas-Delgado, Yvain de los Ángeles, Ceja-Torres, Luis Fernando
Formato: Artículo
Publicado: Universidad Autonoma de Yucatan sep2025
Materias:
Nanoparticles
Cell lines
Nanoparticle synthesis
Nanoparticles analysis
Cell metabolism
Medical sciences
Acceso en línea:Ver este registro en EBSCOhost
Sumario:Introduction. Titanium dioxide (TiO) finds use in various medical applications and devices. Its unique properties, particularly its band gap, play a key role in these applications. TiO is widely employed in biomedical contexts due to its capability to reflect and scatter UV radiation, as well as its antimicrobial properties. Objective. This study aimed to present an ecofriendly, low-temperature, and rapid method for synthesizing black titanium dioxide nanoparticles (BTiONPs) and to evaluate their cytotoxicity in human embryonic kidney cells. Methods. An aqueous medium, ascorbic acid, and titanium chloride (TiCl3) were utilized for the synthesis. Nanoparticles were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and UV-Vis spectrometry. The cytotoxicity of BTiONPs was evaluated with the trypan blue exclusion and XTT assays. Results. The obtained anatase had a crystallite size of under 10 nm, exhibiting a spherical morphology and oxygen-deficient surfaces. With excess TiCl3, an amorphous TiO phase could also form. The same synthesis without ascorbic acid yielded a rutile phase with a nanometric size. Over 80% viability was achieved in HEK-293T human embryonic kidney cells (HEK-293 T, CRL-3216 ATCC) across all treatments; a minimal time- and concentrationdependent effect on cell viability and proliferation was noted, indicating low cytotoxicity. Conclusion. Surface-modified TiO nanoparticles smaller than 100 nm were produced. They exhibited low cytotoxicity in human kidney cells (HEK-293T) while enhancing mitochondrial metabolism. Further studies are needed on this nanomaterial, which shows potential for biomedical applications.
Introducción. El TiO se utiliza en diversas aplicaciones y dispositivos médicos. Sus propiedades específicas, incluida su banda prohibida, desempeñan un papel fundamental en las aplicaciones médicas. El TiO se utiliza ampliamente en aplicaciones biomédicas por su capacidad para reflejar y dispersar la radiación UV, así como por sus propiedades antimicrobianas. Objetivo. Este estudio tuvo como objetivo informar sobre un método ecológico, de baja temperatura y rápido para sintetizar BTiONPs y evaluar su citotoxicidad en células renales embrionarias humanas. Métodos. Para la síntesis se utilizó un medio acuoso, ácido ascórbico y TiCl3. Las nanopartículas se caracterizaron mediante difracción de rayos X, microscopio electrónico de barrido, espectroscopia de energía dispersiva, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y espectrometría UV-Vis. La citotoxicidad de las nanopartículas de BTiONPs se analizó con los ensayos de exclusión de azul tripano y XTT. Resultados. El tamaño de cristalita obtenido para la fase anatasa fue inferior a 10 nm, con morfología esférica y superficies deficientes en oxígeno. También se pudo formar una fase amorfa de TiO con exceso de TiCl3. La misma síntesis sin ácido ascórbico dio como resultado una fase de rutilo con tamaño nanométrico. Se obtuvo más del 80% de viabilidad en células HEK-293T en todos los tratamientos; hubo un efecto mínimo dependiente del tiempo y la concentración en la viabilidad y proliferación celular, lo que indica baja citotoxicidad. Conclusión. Se obtuvieron nanopartículas de TiO modificadas superficialmente con tamaños inferiores a 100 nm. Se demostró una citotoxicidad baja en HEK-293T, pero un aumento del metabolismo mitocondrial. Este nanomaterial se presenta prometedor para aplicaciones biomédicas, a la espera de estudios adicionales.