✖


Jump to content

Доставка лекарств наночастицами

Системы доставки лекарств на основе наночастиц — это инженерные технологии, в которых наночастицы используются для адресной доставки и контролируемого высвобождения терапевтических агентов. Современная форма системы доставки лекарств должна сводить к минимуму побочные эффекты и уменьшать как дозировку, так и частоту приема. В последнее время наночастицы привлекли внимание из-за их потенциального применения для эффективной доставки лекарств. [ 1 ]

Наноматериалы проявляют другие химические и физические свойства или биологические эффекты по сравнению с более масштабными аналогами, что может быть полезно для систем доставки лекарств. Некоторыми важными преимуществами наночастиц являются их высокое соотношение площади поверхности к объему, химическая и геометрическая возможность настройки, а также их способность взаимодействовать с биомолекулами, облегчая проникновение через клеточную мембрану . Большая площадь поверхности также обладает большим сродством к лекарствам и небольшим молекулам, таким как лиганды или антитела, для нацеливания и контролируемого высвобождения.

Наночастицы относятся к большому семейству материалов, как органических, так и неорганических. Каждый материал обладает уникальными настраиваемыми свойствами и, таким образом, может быть выборочно разработан для конкретных применений. Несмотря на многочисленные преимущества наночастиц, существует также множество проблем, включая, помимо прочего, нанотоксичность , биораспределение и накопление, а также выведение наночастиц организмом человека.

Национальный институт биомедицинской визуализации и биоинженерии обнародовал следующие перспективы будущих исследований в области систем доставки лекарств на основе наночастиц:

  1. преодоление гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) при заболеваниях и нарушениях головного мозга;
  2. усиление адресной внутриклеточной доставки, чтобы гарантировать, что лечение достигает правильных структур внутри клеток;
  3. сочетание диагностики и лечения. [ 2 ]

Разработка новых систем лекарств требует времени; Для завершения фундаментальных исследований и разработок требуется около семи лет, прежде чем перейти к доклиническим исследованиям на животных. [ 3 ]

Характеристика

[ редактировать ]

Доставка лекарств наночастицами направлена ​​на максимизацию эффективности лекарств и минимизацию цитотоксичности. Точная настройка свойств наночастиц для эффективной доставки лекарств включает учет следующих факторов. Отношение площади поверхности к объему наночастиц можно изменить, чтобы обеспечить большее связывание лиганда с поверхностью. [ 4 ] Повышение эффективности связывания лигандов может снизить дозировку и минимизировать токсичность наночастиц. Минимизация дозировки или частоты дозирования также снижает массу наночастиц на массу лекарства, тем самым достигая большей эффективности. [ 5 ]

Функционализация поверхности наночастиц является еще одним важным аспектом дизайна и часто достигается путем биоконъюгации или пассивной адсорбции молекул на поверхности наночастиц. Путем функционализации поверхностей наночастиц лигандами, которые усиливают связывание лекарств, подавляют иммунный ответ или обеспечивают возможности нацеливания/контролируемого высвобождения, достигаются как большая эффективность, так и более низкая токсичность. Эффективность повышается по мере того, как в целевой участок доставляется больше лекарства, а токсические побочные эффекты снижаются за счет сведения к минимуму общего уровня лекарства в организме.

Состав наночастиц можно выбирать в соответствии с целевой средой или желаемым эффектом. Например, наночастицы на основе липосом могут биологически разлагаться после доставки. [ 6 ] тем самым сводя к минимуму риск накопления и токсичности после высвобождения терапевтического груза.

Металлические наночастицы, такие как наночастицы золота, обладают оптическими свойствами (также описанными в наноматериалах ), которые позволяют использовать менее инвазивные методы визуализации. [ 7 ] Кроме того, фототермический ответ наночастиц на оптическую стимуляцию можно напрямую использовать для терапии опухолей.

Платформы

[ редактировать ]

Современные системы доставки лекарств на основе наночастиц можно разделить на несколько групп в зависимости от состава их платформы: полимерные наночастицы, неорганические наночастицы, вирусные наночастицы, наночастицы на основе липидов и технология наночастиц, связанных с альбумином (NAB). Каждая семья имеет свои уникальные особенности.

Полимерные наночастицы

[ редактировать ]

Полимерные наночастицы представляют собой синтетические полимеры размером от 10 до 100 нм. Обычные синтетические полимерные наночастицы включают полиакриламид, [ 8 ] полиакрилаты, [ 9 ] и хитозан. [ 10 ] Молекулы лекарственного средства могут быть включены как во время, так и после полимеризации. В зависимости от химического процесса полимеризации лекарственное средство может быть связано ковалентно, инкапсулировано в гидрофобное ядро ​​или конъюгировано электростатически. [ 9 ] [ 11 ] Общие стратегии синтеза полимерных наночастиц включают микрофлюидные подходы, [ 12 ] электрокапление, [ 13 ] гомогенизация под высоким давлением и межфазная полимеризация на основе эмульсии. [ 14 ] полимеров Биоразлагаемость является важным аспектом, который следует учитывать при выборе подходящего химического состава наночастиц. Наноносители, состоящие из биоразлагаемых полимеров, подвергаются гидролизу в организме, образуя биосовместимые небольшие молекулы, такие как молочная кислота и гликолевая кислота. [ 15 ] Полимерные наночастицы можно создавать путем самосборки или другими методами, такими как репликация частиц в несмачиваемых шаблонах (PRINT), что позволяет настраивать состав, размер и форму наночастиц с использованием крошечных форм. [ 16 ]

Дендримеры

[ редактировать ]

Дендримеры представляют собой уникальные сверхразветвленные синтетические полимеры с монодисперсным размером, четко определенной структурой и высокофункционализированной концевой поверхностью. Обычно они состоят из синтетических или природных аминокислот, нуклеиновых кислот и углеводов. Лекарственные средства можно относительно легко загрузить во внутреннюю часть дендримеров или на концевую поверхность ветвей посредством электростатического взаимодействия, гидрофобных взаимодействий, водородных связей, химических связей или ковалентной конъюгации. [ 17 ] [ 18 ] [ 16 ] Конъюгация лекарственного средства с дендримером может увеличить период полувыведения лекарств. В настоящее время использование дендримеров в биологических системах ограничено из-за токсичности дендримеров. [ 19 ] и ограничения методов их синтеза. [ 20 ] Дендримеры также ограничены узким диапазоном размеров (<15 нм), а современные методы синтеза имеют низкий выход. Поверхностные группы достигают предела плотной упаковки де Жена на высоком уровне генерации, который изолирует внутреннюю часть от основного раствора - это может быть полезно для инкапсуляции гидрофобных, плохо растворимых молекул лекарства. Герметизация может быть настроена за счет внутримолекулярных взаимодействий между соседними поверхностными группами, которые могут варьироваться в зависимости от состояния раствора, такого как pH, полярность и температура, - свойство, которое можно использовать для настройки свойств инкапсуляции и контролируемого высвобождения. [ 21 ]

Платиновые наночастицы

Неорганические наночастицы и нанокристаллы

[ редактировать ]

Неорганические наночастицы стали очень ценными функциональными строительными блоками для систем доставки лекарств благодаря их четко определенным и легко настраиваемым свойствам, таким как размер, форма и функционализация поверхности. Неорганические наночастицы широко используются в биологических и медицинских целях, начиная от визуализации и диагностики и заканчивая доставкой лекарств. [ 22 ] Неорганические наночастицы обычно состоят из инертных металлов, таких как золото и титан, которые образуют наносферы, однако наночастицы оксида железа также стали вариантом.

Квантовые точки (КТ), или неорганические полупроводниковые нанокристаллы, также стали ценными инструментами в области бионанотехнологий благодаря своим уникальным оптическим свойствам, зависящим от размера, и универсальному химическому составу поверхности. Их диаметры (2–10 нм) порядка экситонного радиуса Бора, что приводит к эффектам квантового ограничения, аналогичным модели « частица в ящике ». В результате оптические и электронные свойства квантовых точек меняются в зависимости от их размера: нанокристаллы большего размера будут излучать свет меньшей энергии при возбуждении флуоресценции. [ 23 ]

Поверхностная инженерия КТ имеет решающее значение для создания гибридов наночастиц и биомолекул, способных участвовать в биологических процессах. Манипулирование составом, размером и структурой ядра нанокристаллов, изменением фотофизических свойств КТ. Разработка материалов покрытия, которые инкапсулируют ядро ​​КТ в органическую оболочку, делает нанокристаллы биосовместимыми, а КТ можно дополнительно декорировать биомолекулами, чтобы обеспечить более специфическое взаимодействие с биологическими мишенями. Конструкция неорганического нанокристаллического ядра в сочетании с биологически совместимой органической оболочкой и поверхностными лигандами может сочетать полезные свойства обоих материалов, то есть оптические свойства КТ и биологические функции присоединенных лигандов. [ 24 ]

Токсичность

[ редактировать ]

Хотя применение неорганических наночастиц в бионанотехнологии демонстрирует обнадеживающие достижения с точки зрения материаловедения, использование таких материалов in vivo ограничено проблемами, связанными с токсичностью, биораспределением и биоаккумуляцией . Поскольку системы металлических неорганических наночастиц разлагаются на составляющие их атомы металлов, могут возникнуть проблемы из-за взаимодействия этих материалов с биосистемами, и значительное количество частиц может оставаться в организме после обработки, что приводит к накоплению металлических частиц, потенциально приводящих к токсичности. [ 25 ]

Однако недавно некоторые исследования показали, что определенные эффекты токсичности наночастиц для окружающей среды не проявляются до тех пор, пока наночастицы не претерпят трансформации с высвобождением свободных ионов металлов. Было обнаружено, что в аэробных и анаэробных условиях наночастицы меди, серебра и титана выделяют низкие или незначительные уровни ионов металлов. Это свидетельствует о том, что НЧ меди, серебра и титана медленно выделяют ионы металлов и поэтому могут появляться в окружающей среде в небольших количествах. [ 26 ] Кроме того, покрытия из нанооболочек значительно защищают от деградации в клеточной среде, а также снижают токсичность КТ за счет уменьшения утечки ионов металлов из ядра. [ 23 ]

Органические нанокристаллы

[ редактировать ]

Органические нанокристаллы состоят из чистых лекарств и поверхностно-активных веществ, необходимых для стабилизации. Они определяются как субмикронные коллоидные системы доставки лекарств без носителя со средним размером частиц в нанометровом диапазоне. Первостепенной важностью приготовления лекарственных средств в виде нанокристаллов является увеличение площади поверхности частиц, контактирующих со средой растворения, что приводит к увеличению биодоступности. На рынке имеется ряд лекарственных препаратов, составленных таким образом. [ 27 ]

Растворимость

[ редактировать ]

Одной из проблем, с которыми сталкивается доставка лекарств, является растворимость лекарства в организме; вокруг 40% недавно обнаруженных химических веществ, обнаруженных при разработке лекарств, плохо растворимы в воде. [ 28 ] Эта низкая растворимость влияет на биодоступность лекарства, то есть на скорость, с которой лекарство достигает системы кровообращения и, следовательно, к месту-мишени. Низкая биодоступность чаще всего наблюдается при пероральном введении, которое является предпочтительным выбором для введения лекарств из-за его удобства, низкой стоимости и хорошей практики для пациентов. [ 28 ] Мерой улучшения плохой биодоступности является введение препаратов в смеси растворителей с солюбилизирующим агентом. [ 29 ] Однако результаты показывают, что это решение неэффективно, а солюбилизирующий агент демонстрирует побочные эффекты и/или токсичность. Нанокристаллы, используемые для доставки лекарств, могут увеличить растворимость при насыщении и скорость дисперсии. Обычно считается, что растворимость при насыщении является функцией температуры, но в отношении нанокристаллов она также основана на других факторах, таких как кристаллическая структура и размер частиц. Приведенное ниже уравнение Оствальда-Фрейндлиха показывает эту взаимосвязь:

где C s - растворимость насыщения нанокристалла, C 𝛼 - растворимость лекарственного средства в ненаномасштабе, σ - межфазное натяжение вещества, V - мольный объем частицы, R - газовая постоянная, T — абсолютная температура, 𝜌 — плотность твердого тела, r — радиус. [ 28 ] Преимущество нанокристаллов заключается в том, что они могут улучшить пероральную адсорбцию, биодоступность, начало действия и уменьшить межсубъектную вариабельность. Следовательно, нанокристаллы сейчас производятся и представлены на рынке для самых разных целей: от антидепрессантов до стимуляторов аппетита. Нанокристаллы можно производить двумя разными способами: методом «сверху вниз» или методом «снизу вверх». Восходящие технологии также известны как наноосаждение. Этот метод включает растворение лекарственного средства в подходящем растворителе и последующее осаждение его нерастворителем. С другой стороны, нисходящие технологии используют силу для уменьшения размера частицы до нанометров, обычно это делается путем измельчения лекарства. Методы «сверху вниз» предпочтительны при работе с плохо растворимыми лекарственными средствами.

Стабильность

[ редактировать ]

Недостатком использования нанокристаллов для доставки лекарств является стабильность нанокристаллов. Проблемы нестабильности нанокристаллических структур проистекают из термодинамических процессов, таких как агрегация частиц, аморфизация и объемная кристаллизация. Частицы наноскопического масштаба имеют относительный избыток свободной энергии Гиббса из-за более высокого отношения площади поверхности к объему. Чтобы уменьшить эту избыточную энергию, обычно благоприятно для возникновения агрегации. Таким образом, отдельные нанокристаллы сами по себе относительно нестабильны и обычно агрегируют. Это особенно проблематично при производстве нанокристаллов сверху вниз. Такие методы, как гомогенизация под высоким давлением и бисерное измельчение, имеют тенденцию увеличивать нестабильность за счет увеличения площади поверхности; для компенсации или в ответ на высокое давление отдельные частицы могут агрегировать или становиться аморфными по структуре. [ 30 ] Такие методы также могут привести к переосаждению лекарственного средства из-за превышения растворимости за пределами точки насыщения (созревание Оствальда). [ 31 ] Одним из методов преодоления агрегации и сохранения или повышения стабильности нанокристаллов является использование молекул-стабилизаторов. Эти молекулы, которые взаимодействуют с поверхностью нанокристаллов и предотвращают агрегацию посредством ионного отталкивания или стерических барьеров между отдельными нанокристаллами, включают поверхностно-активные вещества и обычно полезны для стабилизации суспензий нанокристаллов. [ 30 ] Однако слишком высокие концентрации поверхностно-активных веществ могут ингибировать стабильность нанокристаллов и усиливать рост или агрегацию кристаллов. Показано, что некоторые ПАВ при достижении критической концентрации начинают самосборку в мицеллы, которые затем конкурируют с поверхностями нанокристаллов за другие молекулы ПАВ. Сообщается, что чем меньше поверхностных молекул взаимодействует с поверхностью нанокристалла, тем больше растут и агрегируются кристаллы. [ 32 ] Сообщается, что использование поверхностно-активного вещества в оптимальных концентрациях обеспечивает более высокую стабильность, большую емкость лекарственного средства в качестве носителя и устойчивое высвобождение лекарственного средства. [ 30 ] В исследовании с использованием ПЭГ в качестве стабилизатора было обнаружено, что нанокристаллы, обработанные ПЭГ, усиливали накопление в местах опухоли и имели лучшее кровообращение, чем нанокристаллы, не обработанные ПЭГ. [ 33 ] Аморфизация может происходить при нисходящих методах производства. При различном внутримолекулярном расположении аморфизация нанокристаллов приводит к различным термодинамическим и кинетическим свойствам, которые влияют на доставку и кинетику лекарств. Сообщается, что переход к аморфным структурам происходит посредством производственных методов, таких как распылительная сушка, лиофилизация и механических механизмов, таких как измельчение. [ 30 ] Сообщается, что такая аморфизация наблюдалась как в присутствии стабилизатора, так и без него в процессе сухого помола. Однако использование процесса мокрого помола с поверхностно-активным веществом значительно снижает аморфизацию, что позволяет предположить, что растворитель, в данном случае вода, и поверхностно-активное вещество могут ингибировать аморфизацию для некоторых нисходящих методов производства, которые, как сообщается, в противном случае способствуют аморфизации. [ 34 ]

Доставка липосом

[ редактировать ]
Основная структура липосом

Липосомы представляют собой сферические пузырьки, состоящие из синтетических или природных фосфолипидов, которые самособираются в водном растворе и имеют размеры от десятков нанометров до микрометров. [ 16 ] Полученная везикула, имеющая водное ядро, окруженное гидрофобной мембраной, может быть загружена широким спектром гидрофобных или гидрофильных молекул для терапевтических целей.

Липосомы обычно синтезируются с использованием встречающихся в природе фосфолипидов, главным образом фосфатидилхолина . Холестерин часто включается в состав для регулирования жесткости мембраны и повышения стабильности. Молекулярный груз загружается посредством образования липосом в водном растворе, механизмов обмена растворителя или методов градиента pH. [ 35 ] Различные молекулы также можно химически конъюгировать с поверхностью липосомы для изменения свойств распознавания. Одной из типичных модификаций является конъюгация полиэтиленгликоля (ПЭГ) с поверхностью пузырька. Гидрофильный полимер предотвращает распознавание макрофагами и снижает клиренс. Размер, поверхностный заряд и текучесть бислоя также изменяют кинетику доставки липосом. [ 36 ] Липосомы диффундируют из кровотока в интерстициальное пространство вблизи целевого участка. Поскольку клеточная мембрана сама по себе состоит из фосфолипидов, липосомы могут непосредственно сливаться с мембраной и высвобождать груз в цитозоль или могут проникать в клетку посредством фагоцитоза или других активных путей транспорта. Липосомальная доставка имеет ряд преимуществ. Липосомы повышают растворимость, стабильность и усвоение молекул лекарств. Пептиды, полимеры и другие молекулы можно конъюгировать с поверхностью липосомы для адресной доставки. Конъюгирование различных лигандов может облегчить связывание с клетками-мишенями на основе взаимодействия рецептор-лиганд. Изменение размера пузырьков и химического состава поверхности также можно настроить для увеличения времени циркуляции. В США клинически используются различные липосомальные препараты, одобренные FDA. Антрациклиновое лекарственное средство доксорубицин доставляется с фосфолипидно-холестериновыми липосомами для лечения саркомы Капоши, связанной со СПИДом, и множественной миеломы с высокой эффективностью и низкой токсичностью. [ 37 ] Многие другие проходят клинические испытания, а доставка липосомальных лекарств сегодня остается активной областью исследований, с потенциальными применениями, включая терапию нуклеиновыми кислотами, нацеливание на мозг и терапию опухолей. [ 38 ] [ 39 ]

Вирусные векторы , вирусоподобные частицы и биологические наноносители

[ редактировать ]

Вирусы можно использовать для доставки генов для генной инженерии или генной терапии. Обычно используемые вирусы включают аденовирусы, ретровирусы и различные бактериофаги. Поверхность вирусной частицы также можно модифицировать лигандами для увеличения возможностей нацеливания. Хотя вирусные векторы можно использовать с большой эффективностью, одна из проблем заключается в том, что они могут вызвать нецелевые эффекты из-за своего естественного тропизма. Обычно это требует замены белков, вызывающих взаимодействие вируса с клеткой, химерными белками. [ 40 ] Помимо использования вирусов, молекулы лекарств также можно инкапсулировать в белковые частицы, полученные из вирусного капсида, или вирусоподобные частицы (VLP). VLP легче производить, чем вирусы, а их структурная однородность позволяет производить VLP в больших количествах. VLP также имеют легко модифицируемые поверхности, что обеспечивает возможность адресной доставки. Существуют различные методы упаковки молекулы в капсид; большинство из них используют способность капсида к самосборке. Одна из стратегий состоит в том, чтобы изменить градиент pH вне капсида, чтобы создать поры на поверхности капсида и захватить нужную молекулу. В других методах используются агрегаторы, такие как лейциновые застежки-молнии или амфифилы полимер-ДНК, чтобы индуцировать образование капсида и захватывать молекулы лекарственного средства. Также возможно химическое конъюгирование лекарств непосредственно на реакционноспособных участках поверхности капсида, часто с образованием амидных связей. После введения в организм VLP часто имеют широкое распределение в тканях, быстрый клиренс и, как правило, нетоксичны. Однако он, как и вирусы, может вызывать иммунный ответ, поэтому могут потребоваться иммуномаскирующие агенты. [ 41 ]

Технология наночастиц, связанных с альбумином (nab)

[ редактировать ]

Технология связывания наночастиц с альбумином использует белок альбумин в качестве носителя для гидрофобных химиотерапевтических препаратов посредством нековалентного связывания. Поскольку альбумин уже является естественным носителем гидрофобных частиц и способен трансцитозировать молекулы, связанные с самим собой, наночастицы, состоящие из альбумина, стали эффективной стратегией лечения многих заболеваний в клинических исследованиях.

Механизмы доставки и выпуска

[ редактировать ]

Идеальная система доставки лекарств должна иметь эффективную направленность и контролируемое высвобождение. Двумя основными стратегиями таргетинга являются пассивный таргетинг и активный таргетинг. Пассивное нацеливание зависит от того факта, что опухоли имеют аномально структурированные кровеносные сосуды, способствующие накоплению относительно крупных макромолекул и наночастиц. Это так называемый эффект повышенной проницаемости и удержания (EPR). [ 42 ] позволяет транспортировать лекарственное средство специфично к опухолевым клеткам. Активное нацеливание, как следует из названия, гораздо более специфично и достигается за счет использования взаимодействий рецептор-лиганд на поверхности клеточной мембраны. [ 43 ] Системы контролируемого высвобождения лекарств можно создать несколькими методами. Системы доставки лекарств с программируемой скоростью настроены на диффузию активных веществ через мембрану. [ 44 ] Другой механизм доставки-высвобождения - это доставка лекарственного средства, модулируемая активацией, при которой высвобождение запускается стимулами окружающей среды. Стимулы могут быть внешними, например, введение химических активаторов или активация светом или электромагнитными полями, или биологическими, например, pH, температура и осмотическое давление, которые могут широко варьироваться в организме. [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]

Полимерные наночастицы

[ редактировать ]

В случае полимерных наночастиц индукция реакции на стимулы обычно во многом зависит от хорошо известных полимеров, которые обладают присущей им реакцией на стимулы. Интерес вызвали некоторые полимеры, которые могут претерпевать обратимые фазовые переходы из-за изменений температуры или pH. [ 48 ] Вероятно, наиболее часто используемым полимером для доставки с модулированной активацией является термочувствительный полимер поли(N-изопропилакриламид). Он легко растворим в воде при комнатной температуре, но обратимо выпадает в осадок при повышении температуры выше нижней критической температуры растворения (НКТР), переходя от конформации вытянутой цепи к свернутой цепи. [ 49 ] Эта особенность представляет собой способ изменения гидрофильности полимера с помощью температуры. Усилия также сосредоточены на системах доставки лекарств, реагирующих на двойные стимулы, которые можно использовать для контроля высвобождения инкапсулированного лекарства. Например, триблок-сополимер поли(этиленгликоль)-b-поли(3-аминопропилметакриламид)-b-поли(N-изопропилакриламид) (ПЭГ-b-PAPMA-b-PNIPAm) может самособираться с образованием мицелл. , обладающий архитектурой ядро-оболочка-корона выше нижней критической температуры раствора. Он также чувствителен к pH. Следовательно, высвобождение лекарственного средства можно регулировать путем изменения условий температуры или pH. [ 50 ]

Неорганические наночастицы

[ редактировать ]

Стратегии доставки лекарств с помощью неорганических наночастиц зависят от свойств материала. Активное нацеливание на неорганические наночастицы-носители лекарств часто достигается путем функционализации поверхности специфическими лигандами наночастиц. Например, неорганический многофункциональный наноноситель (5-FU/Fe3O4/αZrP@CHI-FA-R6G) способен одновременно осуществлять оптическую визуализацию и терапию опухоли. [ 51 ] Его можно направить на место расположения раковых клеток с замедленным высвобождением. Также были проведены исследования реакции наночастиц золота на локальный ближний инфракрасный свет (БИК) как стимул для высвобождения лекарств. В одном исследовании наночастицы золота, функционализированные двухцепочечной ДНК, инкапсулированной молекулами лекарственного средства, были облучены ближним ИК-светом. Частицы выделяли тепло и денатурировали двухцепочечную ДНК, что вызывало высвобождение лекарства в целевом участке. [ 52 ] Исследования также показывают, что пористая структура полезна для достижения устойчивого или пульсирующего высвобождения. Пористые неорганические материалы демонстрируют высокую механическую и химическую стабильность в ряде физиологических условий. [ 53 ] Четко определенные свойства поверхности, такие как большой объем пор, узкое распределение диаметров пор и большая площадь поверхности, позволяют захватывать лекарства, белки и другие биогенные молекулы с предсказуемыми и воспроизводимыми схемами высвобождения. [ 54 ] [ 55 ]

Токсичность

[ редактировать ]

Некоторые из тех же свойств, которые делают наночастицы эффективными носителями лекарств, также способствуют их токсичности. Например, известно, что наночастицы золота взаимодействуют с белками посредством поверхностной адсорбции, образуя белковую корону , которую можно использовать для загрузки груза и иммунной защиты. Однако это свойство адсорбции белка может также нарушать нормальную функцию белка, которая важна для гомеостаза, особенно когда белок содержит открытые группы серы. [ 56 ] Фототермический эффект, который может быть вызван уничтожением опухолевых клеток, может также создавать активные формы кислорода, которые вызывают окислительный стресс для окружающих здоровых клеток. Наночастицы золота размером менее 4-5 нм помещаются в бороздки ДНК, что может мешать транскрипции, регуляции генов, репликации и другим процессам, основанным на связывании ДНК с белком. Отсутствие биоразлагаемости некоторых химических наночастиц может привести к их накоплению в определенных тканях, тем самым нарушая широкий спектр биологических процессов. [ 57 ] В настоящее время в США не существует нормативной базы для тестирования наночастиц на предмет их общего воздействия на здоровье и окружающую среду. [ 58 ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Наночастицы как системы доставки лекарств, Фармакологические отчеты, том 64, выпуск 5, 2012 г., страницы 1020-1037, ISSN 1734-1140, https://doi.org/10.1016/S1734-1140(12)70901-5 .
  2. ^ Системы доставки лекарств: контролируемая доставка лекарств к целям https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/drug-delivery-systems-getting-drugs-their-targets-control- манера .
  3. ^ Этеридж, М.Л. и др., Общая картина наномедицины: состояние исследуемых и одобренных продуктов наномедицины. Наномедицина: Нанотехнологии, биология и медицина, 2013. 9(1): с. 1-14. дои: 10.1016/j.nano.2012.05.013. Epub, 6 июня 2012 г.
  4. ^ [1] Исследование клеточной специфичности в опухолях наночастиц, преобразующих поверхность, с помощью мультимодальной визуализации Франсуа Фэй, Лайн Хансен, Стефани Дж. К. Гекторс, Бренда Л. Санчес-Гайтан, Имин Чжао, Цзюнь Тан, Джаз Муниц, Амр Алаарг, Муния Сара Браза, Анита Джанелла, Стюарт А. Ааронсон, . Томас Райнер, Йорген Кьемс, Роберт Лангер, Фрик Дж. М. Хобен, Хенк М. Янссен, Клаудия Кальканьо, Густав Дж. Стрийкерс, Захи А. Фаяд, Карлос Перес-Медина и Виллем Дж. М. Малдер Биоконъюгатная химия 2017 28 (5), 1413- 1421 DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.7b00086.
  5. ^ Хайнфельд, Дж. Ф. и др., Гипертермия наночастиц золота снижает дозу лучевой терапии. Наномедицина: нанотехнологии, биология и медицина, 2014. 10(8): с. 1609-1617.
  6. ^ Бисваджит Мукерджи, NSD, Рума Маджи, Приянка Бхоумик, Пранаб Джьоти Дас и Парамита Пол, Текущий статус и будущие возможности использования наноматериалов в доставке лекарств. Применение нанотехнологий в доставке лекарств. 2013.
  7. ^ Чон, Э.Х. и др., Доставка лекарств на основе золотых наночастиц (AuNP) и молекулярная визуализация для биомедицинских приложений. Архив фармацевтических исследований, 2014. 37(1): с. 53-59.
  8. ^ Бай Дж. и др., Синтез нанокомпозита полиакриламид-золото в одном сосуде. Химия и физика материалов, 2007. 106(2): с. 412-415.
  9. ^ Перейти обратно: а б Турос Э. и др., Полиакрилатные наночастицы, конъюгированные с антибиотиками: новые возможности для разработки агентов против MRSA. Письма о биоорганической и медицинской химии, 2007. 17 (1): с. 53-56.
  10. ^ Мао, Х.-Кью и др., Наночастицы хитозан-ДНК как носители генов: синтез, характеристика и эффективность трансфекции. Журнал контролируемого выпуска, 2001. 70(3): с. 399-421.
  11. ^ Пинто Рейс, К. и др., Наноинкапсуляция I. Методы приготовления полимерных наночастиц с лекарственными средствами. Наномедицина: Нанотехнологии, биология и медицина, 2006. 2(1): с. 8-21.
  12. ^ Шим, Т.С., С.-Х. Ким и С.-М. Ян, «Разработка стратегий разработки новых микроносителей для контролируемой инкапсуляции и высвобождения». Характеристика частиц и систем частиц, 2012. 30 (1): с. 9-45.
  13. ^ Чой, Д.Х. и др., Доставка двойного фактора роста с использованием биосовместимых микрокапсул ядро-оболочка для ангиогенеза. Смолл, 2013. 9(20): с. 3468-3476.
  14. ^ Сонг, Ю., Ж.-Б. Фан и С. Ван, Недавние успехи в межфазной полимеризации. Materials Chemistry Frontiers, 2017. 1(6): с. 1028-1040.
  15. ^ Кумари А., С.К. Ядав и С.К. Ядав, Системы доставки лекарств на основе биоразлагаемых полимерных наночастиц. Коллоиды и поверхности B: Биоинтерфейсы, 2010. 75(1): с. 1-18.
  16. ^ Перейти обратно: а б с Ван, Эндрю З.; Лангер, Роберт; Фарохзад, Омид К. (2012). «Доставка лекарств от рака наночастицами». Ежегодный обзор медицины . 63 : 185–198. doi : 10.1146/annurev-med-040210-162544 . ISSN   1545-326X . ПМИД   21888516 .
  17. ^ Гиллис, ER и JMJ Fréchet, Дендримеры и дендритные полимеры в доставке лекарств. Открытие наркотиков сегодня, 2005. 10 (1): с. 35-43.
  18. ^ Свенсон, С. и Д.А. Томалия, Дендримеры в биомедицинских приложениях - размышления в этой области. Обзоры передовой доставки лекарств, 2005. 57(15): с. 2106-2129.
  19. ^ Джайн К. и др., Токсичность дендримеров: давайте примем вызов. Международный фармацевтический журнал, 2010. 394(1): с. 122-142.
  20. ^ Пуджа Д., Р. Систла и Х. Кулхари, Глава 7 - Конъюгаты дендример-лекарство: стратегии синтеза, стабильность и применение при доставке противораковых лекарств, в книге «Дизайн наноструктур для тераностических приложений», А. М. Грумезеску, редактор. 2018, Издательство Уильяма Эндрю. п. 277-303.
  21. ^ Боас, У. и др., Синтез и свойства новых дендримеров поли(пропиленимина), функционализированных тиомочевиной, и их роль в качестве хозяев для гостей, функционализированных мочевиной. Журнал органической химии, 2001. 66 (6): с. 2136-2145.
  22. ^ Гинер-Казарес, Дж. Дж. и др., Неорганические наночастицы для биомедицины: где ученые-материаловеды встречаются с медицинскими исследованиями. Материалы сегодня, 2016. 19(1): с. 19-28.
  23. ^ Перейти обратно: а б Грабовска-Ядах И., Дрозд М., Кульпиньска Д., Комендачка К. и Петржак М. (2019). Модификация флуоресцентных нанокристаллов 6-тиогуанином: мониторинг доставки лекарств. Прикладная нанонаука, 10 (1), 83–93. дои: 10.1007/s13204-019-01101-6.
  24. ^ Зражевский П., Сена М. и Гао X. (2011). Разработка многофункциональных квантовых точек для биовизуализации, обнаружения и доставки лекарств. ХимИнформ, 42 (6). doi:10.1002/chin.201106276.
  25. ^ Ван, Аризона, Лангер, Р., и Фарохзад, О.К. (2012). Доставка наночастиц противораковых лекарств. Ежегодный обзор медицины, 63 (1), 185–198. doi: 10.1146/annurev-med-040210-162544.
  26. ^ Муленос, М.Р., Лю, Дж., Лухан, Х., Го, Б., Лихтфаус, Э., Шарма, В.К., и Сайес, CM (2020). Наночастицы меди, серебра и титана не выделяют ионы в бескислородных условиях и выделяют лишь незначительные уровни ионов в кислородных условиях в воде: доказательства низкой токсичности наночастиц. Письма по экологической химии. doi: 10.1007/s10311-020-00985-z.
  27. ^ Джильобианко, М.Р., Касадидио, К., Ченси, Р., и Мартино, П.Д. (2018). Нанокристаллы плохо растворимых лекарств: биодоступность и физико-химическая стабильность лекарств. Фармацевтика. doi: 10.20944/preprints201807.0233.v1
  28. ^ Перейти обратно: а б с Гао Л., Чжан Д. и Чен М. (2008). Лекарственные нанокристаллы для приготовления плохо растворимых лекарств и их применение в качестве потенциальной системы доставки лекарств. Журнал исследований наночастиц, 10 (5), 845–862. https://doi.org/10.1007/s11051-008-9357- 4
  29. ^ Ле, Дж., Автор, Ле, Дж. и последняя полная рецензия/редакция, май 2019 г. | Последнее изменение контента: май 2019 г. (без даты). Биодоступность лекарств - Клиническая фармакология. Получено с сайта < https://www.merckmanuals.com/professional/clinical-pharmacology/pharmacokinetics/drug-bioavailability >.
  30. ^ Перейти обратно: а б с д Гао, Лей; Лю, Гуйян; Ма, Цзяньли; Ван, Сяоцин; Чжоу, Лян; Ли, Сян; Ван, Фанг (01 февраля 2013 г.). «Применение лекарственных нанокристаллических технологий для пероральной доставки плохо растворимых лекарственных средств». Фармацевтические исследования . 30 (2): 307–324. дои : 10.1007/s11095-012-0889-z . ISSN   1573-904X . ПМИД   23073665 . S2CID   18043667 .
  31. ^ Павар, Вивек К.; Сингх, Юврадж; Мехер, Джая Гопал; Гупта, Сиддхартх; Чурасия, Маниш К. (10 июня 2014 г.). «Инженерная технология нанокристаллов: судьба, нацеливание и применение in vivo для доставки лекарств» . Журнал контролируемого выпуска . 183 : 51–66. дои : 10.1016/j.jconrel.2014.03.030 . ISSN   0168-3659 . ПМИД   24667572 .
  32. ^ Дэн, Цзисинь; Хуанг, Лиф; Лю, Фэн (май 2010 г.). «Понимание структуры и стабильности нанокристаллов паклитаксела» . Международный фармацевтический журнал . 390 (2): 242–249. doi : 10.1016/j.ijpharm.2010.02.013 . ПМЦ   3685190 . ПМИД   20167270 .
  33. ^ Гао, Вэй; Чен, Ян; Томпсон, Дэвид Х.; Парк, Кинам; Ли, Тонглей (сентябрь 2016 г.). «Влияние поверхностно-активной обработки нанокристаллов паклитаксела на биораспределение и накопление опухоли у мышей с опухолями». Журнал контролируемого выпуска . 237 : 168–176. дои : 10.1016/j.jconrel.2016.07.015 . ПМИД   27417039 .
  34. ^ Шарма, Пунит; Денни, Уильям А.; Гарг, Санджай (01 октября 2009 г.). «Влияние процесса мокрого помола на твердое состояние индометацина и симвастатина». Международный фармацевтический журнал . 380 (1–2): 40–48. doi : 10.1016/j.ijpharm.2009.06.029 . ПМИД   19576976 .
  35. ^ Малам, Йогешкумар; Лоизиду, Марилена; Сейфалян, Александр М. (ноябрь 2009 г.). «Липосомы и наночастицы: наноразмерные средства доставки лекарств при раке». Тенденции в фармакологических науках . 30 (11): 592–599. дои : 10.1016/j.tips.2009.08.004 . ISSN   1873-3735 . ПМИД   19837467 .
  36. ^ Лиан, Т. и Р.Дж.И Хо, Тенденции и разработки в липосомальных системах доставки лекарств. Журнал фармацевтических наук, 2001. 90 (6): с. 667-680.
  37. ^ Малам, Ю., М. Лоизиду и А. М. Сейфалян, Липосомы и наночастицы: наноразмерные средства доставки лекарств при раке. Тенденции фармакологических наук, 2009. 30(11): с. 592-599.
  38. ^ Абдус, С., Ю. Султана и М. Акил, Липосомальные системы доставки лекарств: обновленный обзор. Текущая доставка лекарств, 2007. 4(4): с. 297-305.
  39. ^ Таленс-Висконти Р., Диес-Салес О, де Хулиан-Ортис Й.В., Накер А. (апрель 2022 г.). «Нанолипосомы в терапии рака: продаваемые продукты и текущие клинические испытания» . Международный журнал молекулярных наук . 23 (8): 4249. doi : 10.3390/ijms23084249 . ПМК   9030431 . ПМИД   35457065 .
  40. ^ Ю, Дж.-В. и др., Биоинженерные, биоинженерные и биомиметические носители для доставки лекарств. Nature Reviews Drug Discovery, 2011. 10: с. 521.
  41. ^ Ма, Ю., Р.Дж.М. Нолте и Дж.Дж.Л.М. Корнелиссен, Вирусные наноносители для доставки лекарств. Обзоры передовой доставки лекарств, 2012. 64(9): с. 811-825.
  42. ^ Фанг Дж., Х. Накамура и Х. Маэда, Эффект ЭПР: уникальные особенности кровеносных сосудов опухоли для доставки лекарств, задействованные факторы, а также ограничения и усиление эффекта. Обзоры передовой доставки лекарств, 2011. 63(3): с. 136-151.
  43. ^ Миядзаки С., К. Ёкоучи и М. Такада, Внешний контроль высвобождения лекарства: контролируемое высвобождение инсулина из гидрофильного полимерного имплантата посредством ультразвукового облучения у диабетических крыс. Журнал фармации и фармакологии, 1988. 40 (10): с. 716-717.
  44. ^ Беннет, Д. и С. Ким, Система трансдермальной доставки для повышения проницаемости наночастиц кверцетина. Журнал биоматериаловедения, Polymer Edition, 2013. 24(2): с. 185-209.
  45. ^ Ири, М., Поли(N-изопропилакриламид), реагирующий на стимулы. Фото- и химически индуцированные фазовые переходы, в книге «Отзывчивые гели: объемные переходы II», К. Душек, редактор. 1993, Springer Berlin Heidelberg: Берлин, Гейдельберг. п. 49-65.
  46. ^ Фосс, AC и др., Разработка сополимеров на акриловой основе для пероральной доставки инсулина. Европейский журнал фармацевтики и биофармацевтики, 2004. 57(2): с. 163-169.
  47. ^ Сузуки, А. и Т. Танака, Фазовый переход в полимерных гелях, индуцированный видимым светом. Природа, 1990. 346: с. 345.
  48. ^ Аларкон, CdlH, С. Пеннадам и К. Александер, Полимеры, реагирующие на стимулы, для биомедицинских применений. Обзоры химического общества, 2005. 34(3): с. 276-285.
  49. ^ Шильд, Х.Г., Поли(N-изопропилакриламид): эксперимент, теория и применение. Прогресс в науке о полимерах, 1992. 17(2): с. 163-249.
  50. ^ Сюй, X., Дж. Д. Флорес и К. Л. Маккормик, Мицеллы с обратимой иминной оболочкой, сшитые из водных RAFT-синтезированных термочувствительных триблок-сополимеров, как потенциальные наноносители для высвобождения лекарств, «вызванного pH». Макромолекулы, 2011. 44(6): с. 1327-1334.
  51. ^ Ю, С. и др., Неорганические наносредства для потенциальной адресной доставки лекарств в опухолевые клетки, Оптическая визуализация опухолей. ACS Applied Materials & Interfaces, 2015. 7(9): с. 5089-5096.
  52. ^ Сяо, З. и др., Самосборка ДНК нацеленных наночастиц золота, чувствительных к ближнему инфракрасному диапазону, для термохимиотерапии рака. Angewandte Chemie International Edition, 2012. 51(47): с. 11853-11857.
  53. ^ Арруэбо, М., Доставка лекарств из структурированных пористых неорганических материалов. Междисциплинарные обзоры Wiley: наномедицина и нанобиотехнологии, 2011. 4(1): с. 16-30.
  54. ^ Валлет-Реги, М., Заказанные мезопористые материалы в контексте систем доставки лекарств и инженерии костной ткани. Химия – Европейский журнал, 2006. 12 (23): с. 5934-5943.
  55. ^ Ван С. Заказал мезопористые материалы для доставки лекарств. Микропористые и мезопористые материалы, 2009. 117(1): с. 1-9.
  56. ^ Фратодди И. и др., Насколько токсичны наночастицы золота? Самое современное. Nano Research, 2015. 8(6): с. 1771-1799.
  57. ^ Соенен, С.Дж. и др., Клеточная токсичность неорганических наночастиц: общие аспекты и рекомендации для улучшения оценки нанотоксичности. Nano Today, 2011. 6(5): с. 446-465.
  58. ^ Бахадар, Х. и др., Токсичность наночастиц и обзор текущих экспериментальных моделей. Иранский биомедицинский журнал, 2016. 20(1): с. 1-11.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nanoparticle_drug_delivery&oldid=1191157711"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: a8eba5137c44463cf31b911a9fc7e0ec__1703183820
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/a8/ec/a8eba5137c44463cf31b911a9fc7e0ec.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Nanoparticle drug delivery - 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.)