Jump to content

Системы доставки лекарств на основе декстрана

Химическая структура декстрана

Системы доставки лекарств на основе декстрана включают использование природного полимера глюкозы декстрана в качестве пролекарства , наночастиц , микросфер , мицелл и гидрогелевых носителей лекарств в области адресной и контролируемой доставки лекарств. Согласно нескольким in vitro и на животных, носители декстрана снижают токсичность за пределами места и улучшают локальную концентрацию лекарства в участке ткани-мишени. исследованиям [ 1 ] Эта технология имеет важное значение как потенциальная стратегия предоставления терапевтических средств для лечения рака, сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний легких, костей, заболеваний печени, заболеваний толстой кишки, инфекций и ВИЧ. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Хотя существует множество одобренных FDA натуральных полимерных носителей лекарств, доступных для клинического использования, декстран не нашел никакого клинического применения. Исследования должны решить несколько проблем и препятствий, связанных с декстраном, прежде чем он сможет стать жизнеспособной, клинически одобренной стратегией доставки лекарств. [ 4 ]

Характеристика

[ редактировать ]

Декстран обладает многими полезными свойствами, которые делают его идеальным кандидатом для применения в качестве системы доставки лекарств. Будучи природным полимером, декстран биосовместим и биоразлагаем в организме человека. Декстран также можно химически модифицировать для получения производных по низкой цене, что позволяет устранить некоторые нежелательные характеристики, включая его низкую механическую прочность и неконтролируемую скорость гидратации [4]. Этот природный полимер глюкозы обладает превосходной растворимостью в воде и длительной циркуляцией в крови. [ 5 ]

Пролекарство декстрана

[ редактировать ]

Пролекарства декстрана представляют собой химически связанные комплексы лекарство-полимер, в которых ферментативные процессы и гидролиз in vivo приводят к тому, что лекарство становится фармакологически активным. Терапевтические агенты могут быть связаны с декстраном посредством сложноэфирной связи, которая может медленно гидролизоваться эстеразами с образованием длительного и стабильного высвобождения лекарственного средства. Комплексы лекарство-декстран также могут образовываться путем химической связи через амидную связь, которая гидролизуется амидазой. Пролекарства, связанные амидными связями, обеспечивают гораздо более медленное высвобождение лекарства, чем сложноэфирные связи. Карбоксильные группы янтарной и глутаровой кислот, аминокислоты, дисульфидные связи , чувствительные к pH и восстановительной способности , а также клик-химия также являются методами соединения лекарств с декстраном. [ 1 ]

Применение пролекарств декстрана

[ редактировать ]

Эти комплексы лекарство-полимер имеют такие преимущества, как более длительный период полураспада и улучшенная адресная доставка лекарств. Пролекарства декстрана потенциально могут применяться при лечении заболеваний печени, легких, заболеваний толстой кишки и рака. [ 1 ]

Наночастицы декстрана

[ редактировать ]

Наночастицы декстрана представляют собой частицы размером 1–100 нм, способные инкапсулировать лекарственное средство. Большая площадь поверхности этих наночастиц позволяет загружать и инкапсулировать больше лекарств, что приводит к более высоким концентрациям лекарств в целевом участке. Небольшой размер этих частиц также способствует клеточному поглощению, что делает наночастицы декстрана потенциально эффективной системой доставки лекарств для воздействия на опухолевые клетки. [ 1 ]

Наночастицы, покрытые декстраном

[ редактировать ]
Наночастицы декстрана, нагруженные лекарственными средствами

Декстран имеет косвенное применение в наночастицах в качестве покрытия. Наночастицы оксида железа , покрытые декстраном, могут быть загружены микроРНК миР-29a для избирательного воздействия на клетки рака молочной железы и подавления антиапоптотических генов, что приводит к успешному лечению рака молочной железы. [ 6 ] Покрытые декстраном наночастицы оксида железа, наполненные гепариназоподобной антисмысловой нуклеиновой кислотой, эффективно воздействуют на раковые клетки матки и подавляют рост опухоли. Супермагнитные наносферы, состоящие из оксида железа, покрытого декстраном, могут быть загружены доксорубицином для эффективного воздействия на опухолевые клетки и ограничения токсичности за пределами места. Магнитные наночастицы золота, покрытые декстраном, могут эффективно воздействовать на нужные участки тканей с помощью внешнего магнитного поля. [ 1 ] Покрытия из декстрана могут еще больше улучшить способность других типов наночастиц направлять лекарства.

Наночастицы, конъюгированные с декстраном

[ редактировать ]

Конъюгаты декстрана также используются в составах систем доставки лекарств на основе наночастиц. Наночастицы, состоящие из декстрана и стеариновой кислоты с покрытием из полиэтиленгликоля (ПЭГ), могут быть загружены противовирусными препаратами и эффективно усваиваться клетками. Эта наносистема имеет преимущества, заключающиеся в обеспечении защиты от иммунных реакций и обеспечении стабильности инкапсулированного лекарства. Эта технология находит применение в лечении ВИЧ и СПИДа. [ 7 ] Декстран можно привить фолиевой кислотой для получения наночастиц, нагруженных доксорубицином. Наночастицы декстрана и фолиевой кислоты эффективно воздействуют на опухоли, снижают токсичность за пределами места и продлевают кровообращение. Наночастицы декстранспермина , наполненные доксорубицином, могут обеспечить целевое и продолжительное высвобождение лекарства в опухолях. [ 1 ]

Применение наночастиц декстрана

[ редактировать ]

Наночастицы декстрана имеют такие преимущества, как повышенная способность к загрузке лекарств, улучшение поглощения клетками, снижение токсичности за пределами места и увеличение локальных концентраций лекарства в участке ткани-мишени. Текущие исследования показывают, что наночастицы декстрана потенциально могут найти применение в противоопухолевой терапии. [ 1 ]

Декстрановые микросферы

[ редактировать ]

Микросферы декстрана представляют собой полимерные частицы размером от 1 до 250 микрометров, которые могут инкапсулировать лекарства. Микросферы, состоящие из декстрана, имеют ряд преимуществ в качестве системы доставки лекарств, включая контролируемое высвобождение лекарства, локализованную концентрацию лекарства и снижение побочных реакций. Контролируемое высвобождение лекарств этими микрочастицами декстрана достигается за счет деградации, которая представляет собой разрыв химических связей в молекулярной структуре полимерной сети. [ 1 ] Декстрановые микросферы изготавливаются во многих формах, включая нативный декстран, декстран в качестве сшивающего агента, конъюгаты декстрана и химически модифицированный декстран. [ 1 ] [ 8 ] [ 9 ]

Декстрановые микросферы

[ редактировать ]

Декстран может использоваться как самостоятельный материал в микросферах. Микросферы декстрана могут обеспечивать контролируемое высвобождение лекарственного средства в условиях рН желудка и кишечника, что идеально подходит для воздействия на толстую кишку. [ 1 ]

Микросферы, сшитые декстраном

[ редактировать ]

Одним из применений полимера глюкозы декстрана в композициях микросфер является использование в качестве сшивающего агента. Декстран и окисленный декстран можно использовать для сшивания желатиновых микросфер, чтобы уменьшить растворение желатина, что замедляет скорость высвобождения лекарственного средства. Эти декстрановые/желатиновые микросферы можно использовать для обеспечения медленного высвобождения TRAPP-Br, который является терапевтическим средством от рака. [ 8 ] Гидрогелевые микросферы, синтезированные с использованием пористого полиэлектролитного комплекса хитозана с сульфатом декстрана в качестве сшивающего агента, позволяют с высокой эффективностью доставлять гидрофобные лекарственные средства в кишечник. [ 1 ]

Микросферы, конъюгированные с декстраном

[ редактировать ]

Декстран можно конъюгировать с другими материалами для синтеза микросфер. Декстран с привитым PLGA образует микросферы, которые могут обеспечить эффективную доставку инсулина пациентам с диабетом. Микросферы декстрана/хитозана эффективно доставляют рекомбинантный костный морфогенный белок (rhBMP-2) для лечения заболеваний костей. [ 1 ]

Химически модифицированные декстрановые микросферы

[ редактировать ]

Микросферы также можно получить путем химической модификации декстрана. Ацетированный декстран может быть модифицирован аминогруппами и привит к нему гепарином для формирования микросфер, обеспечивающих стимулируемое протамином целевое высвобождение лекарственного средства для доставки терапевтических средств для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. [ 9 ] Декстран, модифицированный октильной группой, создает микросферы, которые обеспечивают пролонгированное высвобождение доксорубицина, который является противоопухолевым терапевтическим средством. [ 1 ]

Применение декстрановых микросфер

[ редактировать ]

Микросферы на основе декстрана могут инкапсулировать различные лекарства и обеспечивать терапевтическую доставку при лечении таких заболеваний, как рак, заболевания толстой кишки, заболевания костей и сердечно-сосудистые заболевания. [ 1 ] [ 8 ] [ 9 ]

Декстрановые мицеллы

[ редактировать ]
Мицелла декстрана, нагруженная лекарственными средствами

Мицеллы декстрана представляют собой амфифильные полимерные частицы размером от 10 до 100 нм, преимущества которых заключаются в том, что они предотвращают выведение лекарства почками и его перемещение через кровеносные сосуды. [ 1 ] Ядро этих мицелл гидрофобно, что позволяет загружать в мицеллу гидрофобные лекарственные средства. Внешняя оболочка частиц гидрофильна, что обеспечивает длительное время циркуляции в крови. [ 5 ] Декстран можно конъюгировать с другими материалами с образованием полимерных мицелл, включая стеариновую кислоту и холестерин, для дальнейшего улучшения замедленного высвобождения загруженного гидрофобного лекарственного средства. Размер мицелл можно контролировать, изменяя соотношение стеариновой кислоты и декстрана. [ 5 ] Мицеллы декстрана могут также образовываться в результате конъюгации с поликапролактоном , фолиевой кислотой , ретиноевой кислотой и PLGA . [ 1 ]

Стимул-реагирующие мицеллы декстрана

[ редактировать ]

Мицеллы декстрана можно синтезировать и модифицировать, чтобы они реагировали на стимулы. Эти стимулы включают pH, температуру и окислительно-восстановительные условия. [ 10 ] Мицеллы, состоящие из декстрана, привитого дезоксихолевой кислотой или поликапролактоном через дисульфидную связь, чувствительны к окислительно-восстановительной среде. Мицеллы декстрана, конъюгированные с холестерином, проявляют чувствительность к pH при модификации гистидином. [ 1 ] Мицеллы конъюгата декстран-бензимидазол также проявляют рН-чувствительность. [ 10 ] Когда полимерные мицеллы сталкиваются с этими стимулами, высвобождение лекарственного средства из гидрофобного ядра запускается различными механизмами в зависимости от стимулов и конъюгированного материала. Мицеллы, привитые декстраном, реагирующие на стимулы, снижают токсичность лекарства за пределами участка и увеличивают локализованную концентрацию лекарства в целевом участке. [ 1 ]

Применение мицелл декстрана

[ редактировать ]

Мицеллы декстрана и мицеллы сополимеров декстрана могут быть нагружены различными гидрофобными лекарственными средствами, такими как доксорубицин, рапамицин и паклитаксел, что указывает на их значительное применение при доставке противораковых терапевтических средств. [ 1 ] [ 5 ]

Декстрановые гидрогели

[ редактировать ]
Сшитый декстрановый гидрогель с лекарственными средствами

Декстрановые гидрогели и гидрогели, конъюгированные с декстраном, представляют собой сильно сшитые полимерные сети, обладающие сильным сродством к воде. Эти гели обладают мягкими, эластичными физическими свойствами, биосовместимы и биоразлагаемы. [ 1 ] Также было показано, что гидрогели декстрана стабильны и безопасны in vivo . [ 2 ] Преимущество полимерных гелей на основе глюкозы состоит в том, что их можно химически или физически модифицировать для улучшения адресной доставки лекарств. [ 1 ] Набухание является одним из механизмов высвобождения лекарств из гидрогелей декстрана. Набухание можно уменьшить за счет увеличения молекулярной массы декстрана, что приводит к замедлению скорости диффузии лекарственного средства из гидрогеля. Набухание также можно уменьшить за счет увеличения количества конъюгированных частиц и введения этанола во время реакции сшивания. [ 2 ] [ 3 ] Деградация химических связей в гидрогелях декстрана является еще одним механизмом высвобождения лекарств из полимерных матриц. Увеличение деградации гидрогеля декстрана приводит к увеличению скорости высвобождения лекарственного средства. Деградация гидрогелей декстрана, в частности, вызвана декстраназами, которые представляют собой микробные ферменты, преимущественно локализованные в толстой кишке. [ 2 ] [ 3 ]

Декстрановый гидрогель, нацеленный на толстую кишку

[ редактировать ]

Толстая кишка является идеальной мишенью для систем доставки лекарств на основе декстран-гидрогеля из-за присутствия декстраназ. Декстран можно сшить диизоцианатом с образованием гидрогеля, который можно наполнить гидрокортизоном для лечения отека или воспаления в толстой кишке. [ 3 ] Гидрогели также можно синтезировать путем сшивания эпихлоргидрина (ЭХГ) с декстраном. Гидрогели декстран-ЭХГ могут быть обогащены кальцитонином лосося (sCT) для лечения заболеваний костей. Гидрогели декстран-ECH, загруженные sCT, достигли скорости высвобождения, сравнимой с другими полимерными гидрогелями в толстой кишке. [ 2 ]

Другие сайты, нацеленные на гидрогель декстрана

[ редактировать ]

Гидрогели, конъюгированные с декстраном, также могут воздействовать на другие желаемые сайты. Нагруженные паклитакселом гидрогели декстран-серицина могут эффективно воздействовать на рост опухоли у мышей. Гидрогели, состоящие из лигандов белка-транслокатора (TSPO), конъюгированных с декстраном, могут индуцировать апоптоз в опухолевых клетках через рецептор TSPO на митохондриях. [ 1 ] Гидрогели декстрана/полиакриламида с ковалентно связанными наночастицами серебра могут эффективно высвобождать орнидазол для лечения инфекций. Декстран, конъюгированный с олиголактидными цепями через дисульфидную связь, может образовывать гидрогели, которые имеют потенциальное применение в системах доставки лекарств для лечения рака. Также могут быть синтезированы гидрогели декстрана, которые высвобождают лекарственные препараты в ответ на внешнее электрическое поле. [ 1 ]

Аппликации декстранового гидрогеля

[ редактировать ]

Системы доставки лекарственных средств на основе декстранового гидрогеля и гидрогеля, конъюгированного с декстраном, имеют множество применений. Эти гели можно использовать для высвобождения терапевтических средств для лечения рака, отеков, воспалений, заболеваний костей и инфекций. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Клинический перевод

[ редактировать ]

Декстран еще не одобрен для какого-либо клинического применения при доставке лекарств из-за множества ограничений, включая гетерогенность, нежелательные побочные эффекты и неизвестные биологические пути. Было показано, что изменения молекулярной массы декстрана изменяют биологическую активность, что указывает на необходимость процессов разделения и очистки для обеспечения однородности партии. Декстран, хотя и считается относительно безопасным и нетоксичным in vivo , проявляет несколько побочных эффектов, наиболее заметными из которых являются тромбоцитопения и токсичность для печени. Также необходимо выяснить точные биологические механизмы, с помощью которых системы доставки лекарств на основе декстрана воздействуют на мишень лекарства. [ 4 ] Системы доставки лекарств на основе декстрана имеют огромный потенциал для клинического использования при лечении различных болезненных состояний.

  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и Чен, Фанг; Хуан, Ганглян; Хуан, Хуалян (15 февраля 2020 г.). «Получение и применение декстрана и его производных в качестве носителей» . Международный журнал биологических макромолекул . 145 : 827–834. doi : 10.1016/j.ijbiomac.2019.11.151 . ISSN   0141-8130 . ПМИД   31756474 . S2CID   208234260 .
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж Басан, Хасан; Гюмюшдерелиоглу, Менемше; Тевфик Орбей, М. (1 января 2007 г.). «Характеристики высвобождения кальцитонина лосося из декстрановых гидрогелей для доставки в толстую кишку» . Европейский журнал фармацевтики и биофармацевтики . 65 (1): 39–46. дои : 10.1016/j.ejpb.2006.07.008 . ISSN   0939-6411 . ПМИД   16950607 .
  3. ^ Jump up to: а б с д и Симонсен, Лене; Ховгаард, Ларс; Мортенсен, Пер Брёбех; Бронстед, Хелле (1 декабря 1995 г.). «Гидрогели декстрана для доставки лекарств в толстую кишку. V. Деградация в моделях инкубации в кишечнике человека» . Европейский журнал фармацевтических наук . 3 (6): 329–337. дои : 10.1016/0928-0987(95)00023-6 . ISSN   0928-0987 .
  4. ^ Jump up to: а б Хуан, Шиюй; Хуан, Ганглян (01 июля 2019 г.). «Декстраны как средства доставки генов и лекарств» . Будущая медицинская химия . 11 (13): 1659–1667. дои : 10.4155/fmc-2018-0586 . ISSN   1756-8919 . ПМИД   31469330 . S2CID   201673842 .
  5. ^ Jump up to: а б с д Шеки, Хосейн; Ганджи, Фариба; Кемпен, Пол Джозеф; Долашахи-Пируз, Алиреза; Вашигани-Фарахани, Ибрагим (01 апреля 2018 г.). «Самособирающиеся амфифильно-декстрановые наномицелы для доставки рапамицина» . Журнал науки и технологий доставки лекарств . 44 : 333–341. дои : 10.1016/j.jddst.2018.01.010 . ISSN   1773-2247 .
  6. ^ Ялчин, Серап (14 сентября 2019 г.). «Наночастицы оксида железа, покрытые декстраном, для доставки миР-29а в линию клеток рака молочной железы» . Фармацевтические разработки и технологии . 24 (8): 1032–1037. дои : 10.1080/10837450.2019.1623252 . ISSN   1083-7450 . ПМИД   31159615 . S2CID   174808904 .
  7. ^ Джоши, Канзас; Джордж, Энн; Снигдха, С.; Джозеф, Блесси; Калариккал, Нандакумар; Потен, Лали А.; Томас, Сабу (01 декабря 2018 г.). «Новая гибридная декстрановая наносистема ядро-оболочка для доставки противовирусных препаратов» . Материаловедение и инженерия: C . 93 : 864–872. дои : 10.1016/j.msec.2018.08.015 . ISSN   0928-4931 . ПМИД   30274122 . S2CID   52902011 .
  8. ^ Jump up to: а б с Кортези, Рита; Эспозито, Элизабет; Ости, Мария; Менегатти, Эней; Скуарцони, Джакомо; Спенсер Дэвис, Стэнли; Наструцци, Клаудио (1 марта 1999 г.). «Желатиновые микросферы, сшитые декстраном, как система доставки лекарств» . Европейский журнал фармацевтики и биофармацевтики . 47 (2): 153–160. дои : 10.1016/S0939-6411(98)00076-9 . ISSN   0939-6411 . ПМИД   10234540 .
  9. ^ Jump up to: а б с Нгуен, Хоай X.; О'Рир, Эдгар А. (3 апреля 2017 г.). «Модифицированные декстрановые микросферы с триггерным высвобождением на основе гепарина для доставки терапевтических препаратов в сердечно-сосудистую систему с использованием протамина в качестве стимула» . Журнал микроинкапсуляции . 34 (3): 299–307. дои : 10.1080/02652048.2017.1323036 . ISSN   0265-2048 . ПМИД   28436713 . S2CID   20443775 .
  10. ^ Jump up to: а б Чжан, Чжэ; Чен, Сяофэй; Чен, Ли; Ю, Шуанцзян; Цао, Юэ; Он, Чаолян; Чен, Сюэси (13 ноября 2013 г.). «Внутриклеточные pH-чувствительные ПЭГ-блок-ацеталированные декстраны как эффективные платформы доставки лекарств» . Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 5 (21): 10760–10766. дои : 10.1021/am402840f . ISSN   1944-8244 . ПМИД   24090231 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 692420eac5ac0230a18b0150ba6a2e2e__1697550060
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/69/2e/692420eac5ac0230a18b0150ba6a2e2e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Dextran drug delivery systems - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)