1 美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院生物工程系,2 美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院系统药理学和转化治疗学系,3 美国加利福尼亚州萨克拉门托加利福尼亚大学戴维斯分校神经病学和神经外科系,4 美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经外科系,5 美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院医学系、肺部过敏和重症监护科,6 美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经病学系
2 优化合成核酸和蛋白质纳米载体:化学进化方法 ...................................................................................................... 16
诊疗纳米粒子 (NPs) 具有通过提供个性化医疗大幅改善癌症管理的潜力。无机 NPs 因其独特的物理化学性质(包括磁性、热学和催化性能)以及通过功能性表面改性或组分掺杂剂(例如成像和药物控制释放)而产生的优异功能,引起了学术界和工业界的广泛兴趣。到目前为止,只有有限数量的无机 NPs 被应用于临床实践。本综述重点介绍了无机 NPs 在乳腺癌治疗中的最新进展。我们相信,本综述可以为研究和开发无机 NPs 作为有前途的化合物提供各种方法,以期在未来的应用前景中应用于乳腺癌治疗和材料科学。
由生物膜引起的持续感染是一种紧急医学,应通过新的替代策略来解决。经典治疗和抗生素耐药性的低效率是由于生物膜形成而引起的持续感染的主要问题,这增加了发病率和死亡率的风险。生物膜细胞中的基因表达模式与浮游细胞中的基因表达模式不同。针对生物膜的有前途的方法之一是基于纳米颗粒(NP)的治疗,其中具有多种机制的NP阻碍了细菌细胞在浮游物或生物膜形式中的抗性。例如,通过不同的策略干扰与生物膜相关的细菌的基因表达,诸如银(Ag),氧化锌(Ag),氧化锌(ZnO),二氧化钛(TIO 2),氧化铜(CU)和氧化铁(Fe 3 O 4)。NP可以渗透到生物膜结构中,并影响外排泵的表达,法定感应和与粘附相关的基因,从而抑制生物膜的形成或发育。因此,通过NPS来理解和靶向细菌生物膜的基因和分子基础,指向可以控制生物膜感染的治疗靶标。同时,应通过受控的暴露和安全评估来避免NP对环境及其细胞毒性的可能影响。本研究的重点是生物膜相关的基因,这些基因是抑制具有高效NP的细菌生物膜的潜在靶标,尤其是金属或金属氧化物NP。
超顺磁性氧化铁纳米粒子 (SPION) 是纳米医学领域一项有希望的进展,在诊断和治疗应用中都表现出巨大的潜力。它们可以在磁场中磁化,并且不会显示永久磁化,从而可以在体内精确定位。在交变磁场下,SPION 会产生热量,可用于抗癌磁热疗或触发药物释放。在诊断方面,它们被广泛用作磁共振成像 (MRI) 的造影剂,而磁粒子成像 (MPI) 是一种使用 SPION 作为示踪剂的新兴临床前诊断技术。尽管有这些有希望的应用,但 SPION 的临床实用性受到与可扩展和可重复制造相关的挑战的阻碍。还需要集中精力提高 MPI 分辨率。此外,磁热疗在治疗炎症和感染性疾病中的应用仍然相对未被充分探索。因此,本论文的主要目标是通过可扩展的制造技术开发专门用于炎症和感染性疾病成像和治疗的 SPION。研究的第一部分涉及系统回顾,以检查有关使用 SPION 诊断和治疗慢性炎症疾病的最相关研究。MRI 被确定为 SPION 的主要应用。然而,对 MPI 和磁热疗分别用于成像和治疗炎症疾病的探索有限。在第二个项目中,使用基于风险的药品质量设计方法来优化用于磁热疗的 SPION。在第三个项目中,系统地研究了纳米粒子特性对 MPI 性能的影响。此外,这些项目建立了火焰喷雾热解作为一种可扩展和可重复的技术,用于合成具有复杂化学计量的纳米粒子用于磁热疗和 MPI。在研究的最后部分,通过可扩展技术将 SPION 整合到复合材料中,以改善炎症和传染病的治疗。SPION 与抗炎药塞来昔布一起被整合到片剂中。通过磁热诱导原位非晶化,药物溶解度显著提高。SPION 也被整合到微纤维中,磁性微纤维的散热作用与强力霉素一起用于对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。与单独使用药物相比,这显著减少了细菌生长。本论文介绍了 SPION 特性及其功能性能的系统探索,建立了一种可扩展的合成技术,并开发了新系统,使 SPION 更广泛地适应生物医学应用。
Cy5-PP-IT4 NPs 在 Fn14 阳性 TNBC 细胞中表现出剂量和时间依赖性的细胞摄取(图 S1);通过乳液溶剂蒸发法合成纳米颗粒(表 S1);用于识别目标群体的细胞标记物(表 S2);分离颅内肿瘤的流式细胞分析的代表性门控策略(图 S2);在未患肿瘤的 BALB/c 小鼠中全身给药后,Fn14 靶向不会增加清除率、诱导毒性或促进 NP 在非清除器官中的积累(图 S3);全身 IVIS 成像显示全身给药后 Cy5 标记的纳米制剂在 TNBC BT 中的定位(图 S4);分析携带肿瘤的 BALB/c 小鼠肝脏和脾脏中 Fn14 的表达(图 S5);在脑内携带 TNBC 肿瘤的小鼠中全身给药后纳米制剂的细胞分布(图 S6);纳米制剂的全身给药不会促进细胞死亡(图S7)(PDF)
外束放射治疗 (EBRT) 使用外部来源的准直 X 射线或伽马射线、电子或质子发射到受影响区域。2 最近的迭代被称为重离子疗法,使用重离子代替电子或质子进行治疗。3,4 这种方法的优点是不需要手术,这可能会使患者的健康复杂化。此外,随着机器的进步,可以非常准确地识别目标细胞,从而可以更准确地输送剂量。另一方面,近距离放射治疗使用放射性物质并将其植入目标细胞附近的密封容器中。该程序适用于特定癌症,例如乳腺癌或前列腺癌,在这些癌症中,将更高剂量应用于集中区域是有利的。这两种治疗方法可以结合起来:通过使用 EBRT 瞄准大癌症肿块,近距离放射治疗将剂量输送到较小的癌症区域,可以提高整体治疗的有效性。内部治疗的另一种形式是放射性核素治疗或非密封源放射治疗。它使用化学和生物化合物与癌细胞结合或利用人体将其吸收到体内的倾向,因此是一种靶向放射治疗。早期的例子是使用放射性碘(131 I)治疗甲状腺癌。5 由于甲状腺会自然吸收碘进行自我调节,因此当摄入 131 I 时,甲状腺会吸收放射性碘,治疗就会顺利进行。
水稻纹枯病是人们最关心的问题,因为它导致全球水稻产量下降。因此,为了使用可持续的替代品对抗这种特殊的真菌病原体,纳米材料应运而生。本研究报告了使用绿色化学合成银纳米粒子的方法,使用硝酸银作为前体剂,使用丁香提取物作为还原剂和表面活性剂。使用不同浓度的银纳米粒子对立枯丝核菌进行了体外抗真菌活性评估。为了进行表征,采用了紫外可见光谱和扫描电子显微镜等几种方法。扫描电子显微镜照片显示纳米粒子大致呈球形。丁香银纳米粒子在抑制病原体生长方面非常有效,根据所获得的结果,可以进一步研究丁香纳米粒子作为合成杀菌剂的可能替代品。关键词:绿色合成、银纳米粒子、立枯丝核菌、植物纳米生物技术、体外抗真菌活性。
以提高代谢稳定性和实时监测药物位置。基于多糖的纳米前药由于其成分清晰、结构准确、载药量稳定、抗肿瘤活性高而受到广泛关注。14,15壳聚糖(CS)是一种天然无毒的高分子材料,具有良好的生物降解性和生物相容性,被广泛应用于抗肿瘤药物的递送,用于癌症的诊断和治疗。16,17此外,CS具有大量的氨基(-NH 2)和羟基(-OH),是极好的功能化修饰位点。18如果将疏水性抗癌药物通过共价键直接偶联到亲水性聚合物链上,可以大大防止药物过早释放。然而,以壳聚糖为基础形成的阳离子纳米粒子不仅缺乏肿瘤靶向作用,而且易受血清蛋白介导的聚集和消除。19 透明质酸具有天然电负性,可用于包覆阳离子基纳米粒子。同时,透明质酸由于其低免疫原性,高生物相容性以及靶向肿瘤特异性表达受体(簇决定簇44,CD44)而被用于药物递送系统。20 因此,HA功能化的药物递送系统可以主动靶向癌细胞。21,22
清除死亡细胞或胞吞作用是解决炎症不可或缺的一部分。然而,动脉粥样硬化斑块的炎症微环境经常影响凋亡细胞和驻留吞噬细胞的生物学,导致胞吞作用功能障碍。为了解决这个问题,开发了一种嵌合抗原受体 (CAR) 巨噬细胞,它可以靶向和吞噬表达 CD47 的抗吞噬凋亡细胞。在正常和炎症情况下,CAR 巨噬细胞表现出相当于抗体阻断的活性。CAR 巨噬细胞的表面用针对肝脏 X 受体通路的活性氧 (ROS) 响应性治疗性纳米颗粒进行修饰,以提高其细胞效应活性。CAR 和纳米颗粒工程激活脂质通量泵的结合增强了细胞碎片清除并减少了炎症。进一步表明,未分化的 CAR-M 可以在微制造的血管系统内迁移。研究还表明,我们的 CAR 巨噬细胞可以充当嵌合开关受体 (CSR),以抵抗免疫抑制炎症环境。开发的平台有可能为下一代心血管疾病疗法的进步做出贡献,进一步的研究包括体内实验。