新型纳米凝胶有望改善癌症患者的药物传递
2019/10/08
德克萨斯大学奥斯丁分校的研究人员为制造纳米凝胶材料提供了新见解。

德克萨斯大学奥斯丁分校的研究人员为制造纳米凝胶材料提供了新见解。该纳米凝胶可以提供多种治疗方法,实现癌症精准治疗。并且,除了能够针对肿瘤提供药物外,纳米凝胶还可以靶向恶性细胞(或生物标志物),降解成无毒成分,并执行多种临床功能。


P(AAm-co-MAA)纳米凝胶平台及其衍生物在精准医疗领域的应用综述 图片来源:参考资料[1] 

该纳米凝胶最重要的特点是,它们能够被化学修饰或“装饰”许多生物活性分子。这些修饰使修饰后的纳米凝胶比现有的任何技术都具有更多样的物理和化学特性,尽管它们的起源相同。这类系统有可能针对特定的疾病,甚至是个别病人进行量身定制,在未来可能成为肿瘤学家的有用工具。


DOI: 10.1126/sciadv.aax7946

在最新一期的《科学进展》(Science Advances)上,科克雷尔工程学院(Cockrell School of Engineering)生物医学工程系和麦克塔化学工程系的研究人员概述了这些用于癌症治疗的多功能纳米凝胶的发展。经过一系列化学修饰后,纳米凝胶能够同时或依次进行以下操作:加载和释放药物、响应独特的pH环境、识别生物标志物、将光转化为治疗加热并显示降解特性。

该研究团队由药物递送先驱Nicholas Peppas领导,他是德克萨斯大学药学院和戴尔医学院生物医学工程和化学工程系的教授。

他们合成并纯化了含有羧酸的纳米凝胶,羧酸是天然生物分子中常见的化学官能团。这些官能团使研究人员能够将纳米凝胶修饰成具有生物活性的分子,如小分子、多肽和蛋白质。为了使纳米凝胶具有靶向性和环境敏感性,需要对其进行组合修饰。


图片来源:pixabay

“我们看待纳米凝胶的就像看待一块空白的画布,”约翰克莱格(John Clegg)说。“一片空白的画布无非是一些木材和织物。同样,纳米凝胶也是一种简单的结构(由聚合物结合剂和水组成)。当它被不同的生物活性基团修饰或修饰时,它保留了每个添加基团的活性。所以,这个系统可以非常简单,也可以非常复杂。”

该团队将许多有用的部件组合成一个更大的整体的模块化方法,经常应用于其他工程系统,包括但不限于机器人和制造。德克萨斯工程研究人员也应用了类似的逻辑,来开发他们的纳米尺度以外的纳米凝胶上。

研究人员表示,他们的工作也可以作为“精准医疗”方法的蓝图。在精准医疗中,对病人进行精细调整剂量的靶向治疗,其剂量与病人的已知特征和诊断试验中确定的疾病相对应。

克莱格说:“如果像我们的纳米凝胶这样的纳米颗粒载体要用于精确的医学应用,它们必须具有足够的适应性,以满足每个病人的需求。我们相信,我们的方法,即一种基础纳米凝胶适应于单个患者的独特特征,并促进多种治疗模式,相比于开发许多单独的平台,这是有利的,可以为每个平台提供一个单一的治疗。”

参考资料:

[1] Synthetic networks with tunable responsiveness, biodegradation, and molecular recognition for precision medicine applications

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