@ 2017.11.25 , 10:00

纳米颗粒能直接给癌细胞送药

纳米颗粒能直接给癌细胞送药
Credit 123RF

位于雅典的乔治亚大学的一个研究团队开发了一种可以定点控制化学反应的技术,该技术可被用于在化疗患者体内精确投放药物。在《the journal Nature Catalysis》杂志发表的论文中,研究人员描述了如何采用新技术来控制纳米微粒和弱磁场将药物输送到身体指定部位。

在某些临床应用中,如果化学物质可以直接作用于身体的某个特定部位而非其他位置,那么医疗效果往往更好。治疗肿瘤的化学疗法是最重要的实例——化疗药物作用于全身每一个细胞,引起许多不良的副作用,大量的病人甚至因为并发症而死亡。

为了解决这个问题,科学家们已经尝试过各种可以在体内选择性地输送药物的小工具,包括有机电子离子泵、硅纳米线、阿米巴样分子机器人、柔软的微型机器以及受磁场控制的机器人。

新技术的设计方案里,研究人员使用携带药物或催化剂的纳米颗粒,并在其暴露于磁场下时释放这些物质。他们使用的工具和以前的概念之间的最大的区别在于,包裹在外的涂层并不是完全封闭,所以释放内容物将会很容易。它无需机械操作、热反应、溶液浓度差或光线这些条件来发挥作用。

纳米粒子由包裹在二氧化硅外壳中的氧化铁核心组成。壳用聚丙烯酸(PPA)组成的聚合物层和聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯大分子单体(PPEGMA)的第二聚合物层涂覆。这两层形成一个刷状结构,既可以阻止内容物和外部物质接触,又不至于完全封闭。

一半的颗粒装载一种酶,另一半是与酶反应的底物以及患者需要药物成分。

然后将纳米微粒释放到体内,顺着血液或者被磁场或者被其他物质引导,到达指定地点。临床医疗人员施加一个微弱的外部磁场,迫使纳米颗粒聚在一起压缩刷状聚合物层。当聚合物层刷子嵌合在一起时,它们所携带的酶和底物相互作用,从而释放出治疗药物。

“你需要克服刷子的空间形态产生的排斥,”乔治亚大学的教授Sergiy Minko说,“为此,我们使用磁力。磁性粒子的偶极相互作用变得比刷子之间的排斥力更强。”

Minko和他的同事在试验中成功地运送了化疗药阿霉素。他们在实验室使用在玻璃器皿中的人类乳腺癌细胞进行实验。封闭起来的药物被准确释放到癌细胞周围。

下一步,Minko希望将他们的设计应用于将DNA或RNA(而不是药物)递送到体内的癌细胞中——作为一种生物催化辅助CRISPR手段或基因疗法。

本文译自 IEEE,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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