光是一种特别有吸引力的按需药物输送工具,因为它具有非侵入性、易于使用以及精确的时间和空间控制。新型光驱动药物输送策略的开发在广度和深度上都取得了巨大进展。光控药物输送平台通常可分为三类:光化学、光热和光异构化介导疗法。各种先进材料,如金属纳米粒子、金属硫化物和氧化物、金属有机骨架、碳纳米材料、上转换纳米粒子、半导体纳米粒子、刺激响应胶束、聚合物和脂质体基纳米粒子均已应用于光刺激药物输送。鉴于人们对按需靶向药物输送的兴趣日益浓厚,本文回顾了光响应系统的发展,重点介绍了最新进展、关键限制和未来方向。
i ntroduction树状聚合物,也称为级联聚合物,它们是三维结构,在1978年首次报道[1]。这些分子胶束也是1990年代构建的聚丙烯亚胺(PPI)树枝状聚合物的想法。1983年,Tomalia等。 还报道了一种从胺和酰胺的组合制备的一种非常有趣的树枝状聚合物,这些形式称为poly(amido胺)或PAMAM树枝状聚合物。 树枝状聚合物由三个不同的拓扑部分组成,这些拓扑部分是焦点芯,具有多个内部层的构建块由重复单元组成和多个外围官能团。 术语在1985年提出的树状大分子术语源自两个希腊语“ dendron”(树状)和“梅罗斯(Meros)”(一部分),并且由于其结构形状而被选择。 由于该药物在人体水性环境中的溶解度差,因此某些药物的治疗有效性通常受到其无法以适当剂量获得行动部位的限制。 为了克服这一缺点,在过去的二十年中,开发了大量的树枝状聚合物结构并研究了生物学和药物传递应用的生物系统的支持灵感。 此外,许多有关分析树枝状聚合物的药物持有能力的报告,无论是物理负荷还是化学连接,以及它们以非常控制的方式释放的能力。 它们提供了单声道分散性和多价作为药物输送车辆的明显优势,这取决于它们的大小,发电和表面官能团。1983年,Tomalia等。还报道了一种从胺和酰胺的组合制备的一种非常有趣的树枝状聚合物,这些形式称为poly(amido胺)或PAMAM树枝状聚合物。树枝状聚合物由三个不同的拓扑部分组成,这些拓扑部分是焦点芯,具有多个内部层的构建块由重复单元组成和多个外围官能团。术语在1985年提出的树状大分子术语源自两个希腊语“ dendron”(树状)和“梅罗斯(Meros)”(一部分),并且由于其结构形状而被选择。由于该药物在人体水性环境中的溶解度差,因此某些药物的治疗有效性通常受到其无法以适当剂量获得行动部位的限制。为了克服这一缺点,在过去的二十年中,开发了大量的树枝状聚合物结构并研究了生物学和药物传递应用的生物系统的支持灵感。此外,许多有关分析树枝状聚合物的药物持有能力的报告,无论是物理负荷还是化学连接,以及它们以非常控制的方式释放的能力。它们提供了单声道分散性和多价作为药物输送车辆的明显优势,这取决于它们的大小,发电和表面官能团。此外,它们良好的结构可能会降低与分子的形状和大小相关的不确定性,并提高药物递送的准确性。因此,可以将树突聚合物用作基因递送车,可以探索更多的可能性。
工程纳米材料在改善疾病诊断和治疗特异性方面具有重要前景。纳米技术可以通过细胞特异性靶向、分子运输到特定细胞器和其他方法,帮助克服传统递送的局限性——从大规模问题(如生物分布)到小规模障碍(如细胞内运输)。为了促进这些有前景的纳米技术的实现和临床转化,美国国家科学技术委员会 (NSTC) 于 2000 年启动了国家纳米技术计划 (NNI),并概述了该领域的明确计划和重大挑战 1 。这些计划支持了最近研究和改进纳米技术的努力,其中纳米颗粒 (NPs) 占报告研究和进步的很大一部分。NPs 有可能提高封装货物的稳定性和溶解度,促进跨膜运输并延长循环时间以提高安全性和有效性 2、3 。由于这些原因,NP 研究得到了广泛关注,并在体外和小动物模型中产生了有希望的结果 4 。然而,尽管 NNI 推动了广泛的研究,但可供患者使用的纳米药物数量仍大大低于该领域的预期,部分原因是
摘要 智能水凝胶是一种智能材料,它可以对环境刺激作出反应来控制药物释放1。这篇综述文章讨论了用于药物输送的智能水凝胶的最新进展,包括热响应1、pH 响应、光响应和酶响应系统。我们重点介绍了它们在癌症治疗、糖尿病管理、伤口愈合和神经系统疾病中的应用。我们还讨论了智能水凝胶的优势,包括提高疗效和减少副作用。最后,我们讨论了该领域的挑战和未来方向。1,2 引言 “智能水凝胶是一类先进的生物材料,可以对温度、pH、光和酶等各种刺激作出反应来控制药物释放。1这些智能材料彻底改变了药物输送领域,提供了前所未有的精度、靶向性和功效。凭借其独特的性能和多功能性,智能水凝胶在治疗从癌症和糖尿病到神经系统疾病和传染病等多种疾病方面显示出巨大的前景3。本综述旨在全面概述用于药物输送的智能水凝胶的最新进展,重点介绍其设计、机制、应用和未来发展方向。”4,5 最新进展 - 用于控制药物释放的热响应水凝胶1 - 用于靶向输送的 pH 响应水凝胶2 - 用于按需释放的光响应水凝胶 - 用于靶向治疗的酶响应水凝胶 用于控制药物释放的热响应水凝胶 热响应水凝胶是一种智能水凝胶,它可以响应温度变化来控制药物释放。1 以下是更详细的概述: 原理 _ 热响应水凝胶由聚合物制成,这些聚合物会响应温度变化而改变其膨胀行为。在低于某个温度(最低临界溶解温度,LCST)时,水凝胶会膨胀并具有亲水性,而在高于 LCST 时,水凝胶会脱水并具有疏水性。1,3,4 机理 1. 在低温下,水凝胶会膨胀,从而可以装载药物。1,6 2. 随着温度升高,水凝胶会脱水,释放装载的药物。8 3. 可以通过调节温度和水凝胶性质来控制药物释放速率。7 优点 1. _控释_:温敏水凝胶可以根据特定的温度变化释放药物。6 2. _靶向递送_:水凝胶可以设计为在具有独特温度曲线的特定部位或组织中释放药物。9 3. _生物相容性_:温敏水凝胶由生物相容性材料制成。7 应用 1. _癌症治疗_:化疗药物的靶向递送 6 2. _糖尿病管理_:胰岛素的控制释放6 3. 伤口愈合:持续释放生长因子和抗生素7
摘要 综述目的 胶质母细胞瘤对大多数常规治疗仍然具有耐药性。尽管过去三十年科学取得了进步,但仍然缺乏有效的新治疗方法。需要新的药物输送和临床试验设计方法。 最新发现 我们讨论了血脑屏障和肿瘤微环境如何对开发有效的胶质母细胞瘤疗法构成挑战。接下来,我们讨论旨在克服这些障碍的正在开发的治疗方法,包括新型药物设计,如纳米粒子和抗体-药物偶联物、新型药物输送方法,包括对流增强和动脉内输送,以及增强药物渗透的新方法,如通过聚焦超声和激光间质热疗法破坏血脑屏障。最后,我们讨论了未来的机会,将联合疗法定位为有效治疗的最佳策略,新辅助和机会窗口方法可同时提高治疗效果,同时询问治疗中的生物学终点,自适应平台和篮子试验是未来试验设计的必要条件。摘要 GBM 治疗的新方法应该通过改善药物输送、联合治疗方法和整合新的临床试验设计来解决血脑屏障和免疫抑制问题。
摘要:细胞膜工程纳米粒子 (NPs) 在抗癌药物输送应用方面显示出巨大的潜力。原则上,任何类型的细胞的细胞膜都可以处理以获得纯化的细胞膜,该细胞膜可以自组装形成稳定且高度坚固的纳米囊泡。这些纳米囊泡保留了宿主细胞的脂质双层结构,并且在自上而下的方法中保留了许多表面生物标志物和蛋白质。有趣的是,纳米囊泡表现出长时间的血浆循环和明显的肿瘤特异性结合,这在很大程度上暗示了它们的仿生特性。许多先驱研究已经证明了它们能够封装不同化学复杂性的不同化疗剂和光敏剂,并以触发方式释放它们。此外,新型 NPs 系统已被开发用于癌症免疫治疗。该综述讨论了细胞膜衍生的纳米囊泡在不同形式的癌症治疗中的一些重要研究和应用,以及它们作为个性化纳米药物开发的潜力。
摘要:纳米颗粒载体药物输送是一个新兴的研究领域,正在给制药行业带来重大变革。本文讨论了纳米颗粒载体,特别是用作靶向输送药物输送系统的工程纳米颗粒载体。用于药物输送系统的纳米颗粒载体包括聚合物、胶束、树枝状聚合物、脂质体、陶瓷、金属和各种形式的生物材料。这些纳米颗粒载体的特性非常有利于靶向药物输送,可使药物在目标区域有效积累,降低药物毒性,减少全身副作用,并提高药物的整体使用效率。纳米颗粒载体可有效穿过各种生物障碍物,与微粒载体相比,细胞摄取率相对较高,从而使药物能够到达目标细胞或组织。使用纳米颗粒载体进行药物输送可延长药物的释放时间,从而最终降低成本并减少需要给患者注射的剂量。目前,人们正在广泛研究将纳米颗粒作为药物输送载体,用于治疗癌症、艾滋病毒和糖尿病等具有挑战性的疾病。
摘要:近年来,序列特异性成簇的规律间隔短回文重复序列(CRISPR)-CRISPR 相关(Cas)系统已广泛应用于各种细胞类型和生物体的基因组编辑。最发达和最广泛使用的 CRISPR-Cas 系统 CRISPR-Cas9 已从原理验证研究中受益,以更好地了解与药物吸收和处置相关的基因的功能。基因组规模的 CRISPR-Cas9 敲除(KO)筛选研究还有助于鉴定新基因,这些基因的缺失会改变药物跨生物膜的渗透性,从而调节药物的功效和安全性。与传统的异质表达模型或其他基因组编辑技术相比,CRISPR-Cas9 基因操作技术具有显著的优势,包括设计简便、成本低、更高的靶向 DNA 切割活性和多路复用能力,这使得更准确、更有效地研究膜蛋白与药物之间的相互作用成为可能。然而,CRISPR-Cas9 基因编辑的许多机制问题和挑战尚未解决,从脱靶效应到大规模基因改变。本综述将介绍 CRISPR-Cas9 在哺乳动物基因组编辑中的机制,以及 CRISPR-Cas9 在研究药物递送障碍方面的应用。
摘要:在纳米药物递送载体的进化过程中,主动靶向已成为一个重要里程碑,它超越了现有的被动靶向能力,提高了药物在组织和细胞类型中的选择性积累。在各种主动靶向部分中,蝎子提取的肽氯毒素表现出良好的肿瘤细胞积累和选择能力。肺癌是男性和女性癌症相关死亡的主要原因之一,因此出现了利用纳米技术进行药物递送的新型治疗方法。鉴于氯毒素具有良好的生物活性,我们探索了其对抗肺癌的潜力及其对这种癌症肿瘤细胞的主动靶向作用。我们的分析表明,尽管氯毒素对胶质母细胞瘤的研究非常广泛,但使用该分子治疗肺癌的研究仍然有限,尽管早期取得了一些令人鼓舞的成果。
存活率 前列腺癌骨转移的独特之处在于,它会诱发骨质异常生长,这是由于肿瘤分泌的骨形态发生蛋白 4 (BMP4) 会诱发成骨细胞增多。将药物与靶向转移性肿瘤病灶内肿瘤诱导骨区域的物质结合是一种很有前途的药物输送策略。为了制定这样的策略,我们将近红外 (NIR) 荧光探针 Cy5.5 染料与靶向骨的阿仑膦酸钠结合,以作为药物的替代物。红外光谱等表征证实了 Cy5.5-ALN 结合物的合成。游离 Cy5.5 的最大吸光度在 675 nm 处,结合后没有变化。阿仑膦酸钠以剂量依赖性方式靶向骨成分羟基磷灰石,最高浓度为 2.5 μM,其中 Cy5.5-ALN 最多可与羟基磷灰石结合 85%,而单独的游离 Cy5.5 结合率为 6%。在体外细胞结合研究中,Cy5.5-ALN 特异性地与分化的 MC3T3-E1 细胞或 2H11 内皮细胞的矿化骨基质结合,这些细胞通过内皮细胞向成骨细胞的转变被诱导成为成骨细胞,这是前列腺癌诱导骨形成的潜在机制。Cy5.5- ALN 和游离 Cy5.5 均不与未分化的 MC3T3-E1 或 2H11 细胞结合。在非肿瘤小鼠中进行的骨靶向效率研究表明,注射 Cy5.5-ALN 后,脊柱、下颌、膝盖和爪子会随时间推移而积累,定量分析显示,在长达 28 天内,股骨中的积累高于肌肉中的积累,而游离 Cy5.5 染料在循环中没有优先积累,并且随着时间的推移而减少。当注射的 Cy5.5-ALN 浓度在 0.313 至 1.25 nmol/27 g 小鼠之间时,与荧光呈线性关系,在体内和体外对小鼠股骨进行量化。裸鼠体外骨靶向效率评估显示,骨形成 C4-2b-BMP4 肿瘤比非骨形成 C4-2b 肿瘤高 3 倍(p 值 < 0.001)。肿瘤的荧光显微镜成像显示,Cy5.5-ALN 与肿瘤诱导骨周围的骨基质共定位,但不与活肿瘤细胞共定位。总之,这些结果表明,药物-ALN 结合物是一种很有前途的方法,可以向前列腺癌转移灶中的肿瘤诱导骨区域靶向输送药物。