德克萨斯大学奥斯汀分校 磷(AAm-co-MAA)纳米凝胶平台及其衍生物在精密医学应用中的应用概述
丙烯酰胺(AAm)和甲基丙烯酸(MAA)的纳米级网络,与亚甲基双丙烯酰胺(BIS)或其可降解的二硫化物类似物[N,N′-双(丙烯酰基)胱胺]交联,通过反相乳液聚合合成,并通过碳二亚胺化学用酪胺(Tyr)、N,N-二甲基乙二胺(DMED)、蛋白质或肽进行改性
在另一个后合成步骤中,金纳米粒子沉淀在DMED修饰的(DMOD)纳米凝胶中
在这里,我们记录了这种纳米凝胶平台的合成和修饰,并展示了纳米凝胶的修饰对其响应酸碱度环境、装载和释放模型阳离子药物、靶向细胞、充当功能酶和为光热治疗转换绿光的能力的影响
由于其可调性和多种多样的治疗模式,我们相信该平台适用于精密医学应用
DTT,二硫苏糖醇;TMB,3,3’,5,5’-四甲基联苯胺
学分:科学进步(2019)
DOI: 10
1126/sciadv
aax7946 德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发了制造纳米凝胶材料的新指南,这种材料可以提供多种治疗方法,以精确的方式治疗癌症
除了能够响应肿瘤输送药物之外,它们的纳米凝胶可以靶向恶性细胞(或生物标记物),降解成无毒成分并执行多种临床功能
工程研究人员纳米凝胶最重要的特征是它们能够被许多生物活性分子化学修饰或“修饰”
这些修饰使得修饰后的纳米凝胶具有比其他现有技术更多样的物理和化学性质,尽管它们的来源是相同的
这种系统有可能针对特定疾病甚至个别患者进行定制,在未来可能成为肿瘤学家的有用工具
在最新一期《科学进展》上发表的一项研究中,生物医学工程系和科克雷尔工程学院的麦克塔化学工程系的研究人员比这些用于癌症治疗的多用途纳米凝胶的开发时间要长
经过一系列化学修饰后,纳米凝胶能够同时或依次执行以下功能:装载和释放药物、对独特的酸碱度环境做出反应、识别生物标记、将光转化为治疗加热并表现出降解特性
该研究小组由药物输送先驱尼古拉斯·佩帕斯领导,他是生物医学工程和化学工程系、犹他大学药学院和戴尔医学院的教授,在佩帕斯领导的犹他大学生物材料、药物输送和再生医学研究所进行了为期四年的研究
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
这些功能组使得研究人员能够将纳米凝胶修饰或化学偶联到生物活性分子上,如小分子、肽和蛋白质
需要对纳米凝胶进行多种修饰,以适应靶向和环境敏感的药物输送
“看待我们纳米凝胶的一种方式是像一块空白画布,”约翰·克莱格说,他是一名博士
D
考克雷尔学院的候选人,目前是哈佛大学的博士后
“原封不动,一块空白的画布只不过是一些木头和织物
同样,纳米凝胶是一种简单的结构(由聚合物连接剂和水组成)
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,这个系统可以很简单,也可以很复杂
" 该团队的模块化方法——将许多有用的部分组合成一个更大的整体——经常应用于其他工程系统,包括但不限于机器人和制造
德克萨斯州工程研究人员已经应用了类似的逻辑,除了在纳米尺度上,来开发他们的纳米凝胶
研究人员指出,他们的工作也可以作为“精确医学”方法的蓝图
在精确医学中,患者接受精确调整剂量的靶向治疗,处方剂量对应于患者的已知特征和诊断试验中确定的疾病
克莱格说:“如果像我们的纳米凝胶这样的纳米粒子载体要用于精确的医学应用,它们需要有足够的适应性来满足每个病人的需求。”
“我们相信,我们的方法,即基础纳米凝胶适应个体患者的独特特征,并促进多种治疗方式,与开发许多单独的平台(每个平台提供一种治疗)相比是有利的
" 研究人员认为,他们的研究可以为正在开发用于精密医学应用的纳米材料的科学家提供实用指南和概念证明
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