摘要:癌症是仅次于心血管疾病的世界第二大死亡原因,是当今威胁人类健康的最严重疾病之一。通过使用现代医疗技术,如手术、放疗和化疗,癌症患者的生命得以延长。然而,这些治疗方法并不总是能有效地延长癌症患者的生命。同时,这些方法往往伴随着一系列负面后果,例如出现不良反应和增加复发风险。因此,仍然需要开发一种新的癌症根除策略。纳米医学作为一种有前途的技术的出现为规避传统癌症疗法的局限性带来了一条新途径。尤其是金纳米粒子 (AuNPs),由于其许多特定优势而受到广泛关注,包括可定制的尺寸和形状、多种有用的物理化学性质以及易于功能化。基于这些特性,金纳米粒子已被开发出许多治疗和诊断应用,特别是对于恶性肿瘤,例如药物和核酸输送、光动力疗法、光热疗法和基于X射线的计算机断层扫描成像。为了充分利用金纳米粒子的潜力,这些应用需要全面深入的概述。因此,我们在本综述中以更有条理的方式讨论了金纳米粒子在抗癌应用中的当前成就。还深入讨论了临床试验的现状,以及将一些基本发现转化为临床时可能遇到的困难,以作为未来研究的参考。关键词:金纳米粒子、癌症、药物输送、光热疗法、光动力疗法
1美国宾夕法尼亚州宾夕法尼亚大学生物工程系宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州佩雷曼医学院再生医学,美国宾夕法尼亚州6,这些作者对这项工作做出了同样的贡献
靶向药物输送纳米系统的开发是一个具有挑战性的问题,旨在高效地运输生物活性分子并在患病组织的微环境中实现位点特异性释放。几年来,我们一直对修饰抗癌药物和神经保护药物以获得自组装纳米粒子 (NP) 感兴趣,从而提高其治疗效率。尽管传统的基于载体的 NP 在癌症治疗领域已显示出卓越的进展和前景,但仍需要进一步改进。例如,这种基于载体的 NP 的载药量通常较低(通常 <10 wt%),这大大降低了药物在肿瘤内的有效积累和释放药物的治疗效率。 1 此外,与此同时,由于复杂的制备程序和过度的化学处理,大多数报道的纳米载体在药物上是惰性的,这些载体的应用引发了人们对其代谢、生物降解和潜在的长期毒性以及严重炎症的担忧。 2 正因为如此,自组装纳米粒子是开发 NPs 的一种非常理想的替代策略,它本身携带治疗分子,而不是使用其他惰性载体。事实上,它们具有:(1)高载药能力;(2)由于纳米结构由定制的单个分子共轭物形成,因此可以精确控制药物负载;(3)通过简单优化分子设计即可轻松调整 NPs 的物理化学特性;
本研究调查了使用黑曲霉培养滤液生产氧化锌纳米粒子 (ZnO NPs) 作为一种可持续且环保的方法,将其与碳酸锌溶液结合。使用透射电子显微镜 (TEM)、能量色散 X 射线衍射 (EDX)、扫描电子显微镜 (SEM) 和傅里叶变换红外光谱 (FT-IR) 检查生产的 ZnO 纳米粒子。表征数据验证了高度结晶的 ZnO NPs 的产生,平均尺寸范围为 27 至 40 纳米。研究了 ZnO NPs 在理想温度下对赭曲霉和黑曲霉生长的影响。在剂量分别为 0.25%、0.5% 和 1% 时,黑曲霉和赭曲霉分别导致 56%、81% 和 87% 的真菌生长抑制和 64%、71% 和 86% 的真菌生长抑制。在最高 ZnO NPs 浓度下,观察到最大抑制率。这项研究凸显了黑曲霉作为生物工厂生产 ZnO 纳米颗粒的潜力,这些纳米颗粒在农业和其他领域具有广阔的应用前景。环保的合成方法,加上合成的 ZnO 纳米颗粒的抗真菌特性,为植物病害管理提供了一种可持续且环保的传统杀菌剂替代品。
许多小分子抗癌剂由于药代动力学差,常常无法有效检测或治疗癌症。使用纳米粒子作为载体可以改善这一状况,因为纳米粒子尺寸较大,可以减少清除率并提高在肿瘤内的滞留率,但也会减慢它们从循环系统转移到肿瘤间质的速度。在这里,我们展示了一种替代策略,即分子造影剂和工程纳米粒子在肿瘤内进行体内分子组装,使较小成分的快速流入和较大成分的高滞留率相结合。该策略可使荧光造影剂在肿瘤中快速蓄积,比荧光标记的大分子或纳米粒子对照快 16 倍和 8 倍。诊断灵敏度是被动靶向纳米粒子的 3.0 倍,并且这一改善在注射 3 小时后实现。体内组装方法的优势在于小分子药物可在肿瘤内快速积累、循环时间要求更短、可在保持肿瘤成像灵敏度的同时进行全身清除,并且肿瘤中的纳米粒子锚可用于改变造影剂、治疗剂和其他纳米粒子的药代动力学。这项研究展示了纳米粒子在肿瘤内的分子组装,为未来设计用于医疗的纳米材料提供了新的基础。确定癌症的正确预后和治疗方案需要对肿瘤进行准确的分期和监测。目前的检测策略通常将灵敏的成像方式与造影剂相结合(1、2)。然而,这些方法在许多情况下无法检测到病变,通常是因为成像对比度较差(2)。这可以通过将造影剂与聚合物或纳米粒子连接起来的肿瘤靶向策略来改善。纳米粒子非常适合用作肿瘤靶向载体,因为它们的体内行为由其设计决定,并且它们能够通过增强的渗透性和滞留效应泄漏到肿瘤中并在肿瘤中积聚(3 – 7)。尽管有这些优势,但仍有几个障碍限制了基于纳米粒子的靶向策略进行有效的肿瘤检测。被动靶向需要大直径的粒子,但这同时限制了向肿瘤的运输,并且只有在循环中经过数小时后才会发生积聚(8 – 10)。主动靶向纳米粒子设计可以实现更快的积聚(11 – 13),但可能不适合检测抗原未表征或异质性因此不可靠的病变。最后,纳米粒子在体内循环和持续时间较长,引发了对诊断或治疗药物毒性的潜在担忧。因此,开发一种靶向策略将造影剂快速聚集到肿瘤中,而无需依赖抗原表征,也不会在体内长期存在,这将是有利的。纳米粒子通过肿瘤细胞外基质的运动主要依赖于扩散 (8)。我们实验室最近的一项体内研究表明,扩散运输受到较大粒径的限制,粒径为 100 纳米时可忽略不计。发现直径为 80 纳米的纳米粒子缓慢渗透到间质中,并在注射 24 小时后定位在渗漏血管的几个细胞长度内
引言 2019 年底,中国武汉出现了一批原因不明的肺炎患者 [1]。随后,世界卫生组织(WHO)于 2020 年 2 月 11 日根据其术语宣布了这种新型冠状病毒肺炎的标准格式:2019 冠状病毒病(COVID-19)。目前,透皮给药系统使用最多的方法是外用药膏、透皮贴剂、皮下针。由于皮肤角质层的存在,作为分子的屏障,只有极少数分子能够到达作用部位,因此该方法中使用的大多数药物和药剂的效果都很低 [2]。因此,透皮给药系统得到了发展,出现了另一种称为微针的方法。微针是一种智能方法,也是一种新型的透皮给药系统,它增加了将药物输送到作用部位的潜力。它是一种高度为 10-2000 微米、宽度为 10-50 微米的微型针,可无痛地直接穿透真皮组织。微针可以输送不同大小和形式的分子。它被认为是一种药物和疫苗输送装置。它可以装入活病毒或灭活病毒疫苗、DNA 疫苗或抗原。空心微针在流感疫苗接种中得到广泛应用。微针有许多优点,因为它的给药可行且无痛,它增加了皮肤的渗透性,并能输送不同大小的药物和疫苗[3]。如今,许多研究已经注册,以研究微针的效果
摘要脂质纳米颗粒 (LNP) 是临床上最先进的非病毒基因传递系统。虽然在增强传递方面取得了进展,但细胞特异性靶向仍然是一个挑战。靶向部分(例如抗体)可以化学结合到 LNP 上,但是,这种方法很复杂,并且在扩大规模方面面临挑战。在这里,我们开发了一种生成抗体结合 LNP 的方法,该方法利用双特异性抗体 (bsAb) 作为靶向桥。作为 bsAb 的对接位点,我们生成了具有短表位的 LNP,该表位源自血凝素抗原 (HA),嵌入颗粒的 PEG 成分 (LNP HA )。我们生成了 bsAb,其中一个域结合 HA,另一个域结合不同的细胞表面蛋白,包括 PD-L1、CD4、CD5 和 SunTag。bsAb 和 LNP 的非化学结合大大提高了表达同源靶标的细胞的转染效率和特异性。 LNP/bsAb 介导体内转染 PD-L1 表达癌细胞的几率增加 4 倍,体外转染静止原代人 T 细胞的几率增加 26 倍。此外,我们还创建了一种通用 bsAb,可识别 HA 和抗大鼠 IgG2,使 LNP 能够与现成的抗体(如 CD4、CD8、CD20、CD45 和 CD3)结合。通过利用分子对接和 bsAb 技术,这些研究展示了一种简单有效的策略来生成抗体偶联的 LNP,从而实现精确高效的 mRNA 递送。
EVŌQ Nano 联合创始人兼首席技术官 William Niedermeyer 是一位终身科学家,拥有应用物理学背景,他重视专注研究。他领导了私营和企业领域的多个仪器离子物理学研究和开发项目,将他的物理学背景应用于多项突破性技术。当 9/11 事件中断他在犹他州大学的高能物理学博士学位研究时,Niedermeyer 转向了蓬勃发展的纳米技术领域,对其在医学、可再生能源和微电子领域的潜在应用很感兴趣。
摘要:MIE共鸣纳米光子技术目前在各种实验室研究中使用的商业应用,从生物传感到量子光学元件,似乎都具有挑战性。基于胶体的制造方法的开发是面临问题的解决方案。在我们的研究中,我们研究了具有控制性润湿性的表面上的谐振Si纳米颗粒(NP)阵列的制造。首先,我们在水和随后的密度梯度分离中使用纳秒(NS)激光消融,以获得具有低多分散性指数的谐振球形晶体硅NP的胶体。然后,使用相同的工业NS激光器在钢基材上创建润湿梯度,以启动通过滴铸件沉积的NP的自组装。因此,我们使用单个商业NS激光器同时产生NP和亲水性润湿梯度。我们采用易于操作的尺寸分离技术,仅使用非有毒媒体。这项研究有助于通过生态友好的自组装技术基于共振的高反射指数纳米结构的各种光学设备的大规模制造。■简介
通过将药物输送到内耳(即耳蜗)来进行治疗。尽管已经提出了药物来防止毛细胞受损或恢复毛细胞功能,但这种治疗的难点在于确保向细胞输送足够的药物。为此,我们提出了一种方法来评估将磁性粒子纳米机器人(称为 MNPS)及其聚集体移动通过耳蜗圆窗膜 (RWM) 所需的磁力。所提出的有限元方法可以作为使用 MNP 设计内耳药物输送系统的附加工具。