WikiDer > Наноносители

Nanocarriers
Липосомы представляют собой сложные структуры, состоящие из фосфолипидов и могут содержать небольшие количества других молекул. Хотя липосомы могут различаться по размеру от малых микрометров до десятков микрометров, однослойные липосомы, как показано здесь, обычно имеют меньший размер с различными целевыми лигандами, прикрепленными к их поверхности, что позволяет им прикрепляться к поверхности и накапливаться в патологических областях для лечения. болезни.[1]
Нагруженные лекарством полимерные мицеллы, образованные в результате самосборки амфифильных блок-сополимеров в водной среде.
Полимерные мицеллы, нагруженные лекарством, с различными целевыми функциями. (A) Мицеллы, нацеленные на антитела (B) мицеллы, нацеленные на лиганд (C) Мицеллы с функцией удержания клеток.

А наноноситель является наноматериал используется в качестве транспортного модуля для другого вещества, например, лекарства. Обычно используемые наноносители включают: мицеллы, полимеры, углеродные материалы, липосомы и другие вещества.[2] Наноносители в настоящее время изучаются на предмет их использования в доставке лекарств, и их уникальные характеристики демонстрируют потенциальное использование в химиотерапия.

Характеристика

Наноносители варьируются от диаметров 1–1000 нм,[3][4] однако из-за того, что ширина микрокапилляров составляет 200 нм, наномедицина часто относится к устройствам с размером <200 нм.[4] Из-за своего небольшого размера наноносители могут доставлять лекарства в другие недоступные участки тела. Поскольку наноносители настолько малы, часто бывает трудно обеспечить с их помощью большие дозы лекарств. В эмульсия методы, используемые для создания наноносителей, также часто приводят к низким загрузка наркотиков и инкапсуляция лекарства, что затрудняет клиническое использование.[2]

Типы

Обнаруженные к настоящему времени наноносители включают полимерные конъюгаты, полимерные наночастицы, носители на липидной основе, дендримеры, углеродные нанотрубки, и наночастицы золота. Носители на основе липидов включают как липосомы, так и мицеллы. Примеры наночастиц золота: золото. нанооболочки и наноклетки.[3] Различные типы наноматериалов, используемых в наноносителях, позволяют гидрофобный и гидрофильный лекарства должны быть доставлены по всему телу.[5] Поскольку человеческое тело содержит в основном воду, способность эффективно доставлять гидрофобные лекарственные средства человеку является основным терапевтическим преимуществом наноносителей.[6] Мицеллы могут содержать либо гидрофильные, либо гидрофобные лекарственные средства в зависимости от ориентации фосфолипид молекулы.[7][8] Некоторые наноносители содержат массивы нанотрубок, что позволяет им содержать как гидрофобные, так и гидрофильные лекарства.[9]

Одна потенциальная проблема с наноносителями - это нежелательная токсичность, связанная с типом используемого наноматериала. Неорганический наноматериал также может быть токсичным для человеческого организма, если он накапливается в определенных клеточных органеллах.[10] Ведутся новые исследования по созданию более эффективных и безопасных наноносителей. Протеин на основе наноносителей перспективны для использования в терапевтических целях, поскольку они встречаются в природе и обычно демонстрируют меньше цитотоксичность чем синтетические молекулы.[11]

Адресная доставка лекарств

Наноносители полезны в процессе доставки лекарств, потому что они могут доставлять лекарства к специфическим для сайта мишеням, позволяя лекарствам доставляться в одни органы или клетки, но не в другие. Местная специфичность - главное терапевтическое преимущество, поскольку предотвращает доставку лекарств в неправильные места.[5][7][8][9] Наноносители перспективны для использования в химиотерапии, потому что они могут помочь снизить неблагоприятную, широкомасштабную токсичность химиотерапии для здоровых, быстрорастущих клеток всего тела. Поскольку химиотерапевтические препараты могут быть чрезвычайно токсичными для клеток человека, важно, чтобы они доставлялись в опухоль, не попадая в другие части тела.[2][5][7][8] Четыре метода, с помощью которых наноносители могут доставлять лекарства, включают: пассивное нацеливание, активное нацеливание, pH-специфичность, и температурная специфика.

Пассивное нацеливание

Эффект повышенной проницаемости и удерживания (EPR) и пассивное нацеливание. Наноносители могут проникать в опухоли через промежутки между эндотелиальными клетками и накапливаться там из-за плохого лимфодренажа.

Пассивное нацеливание относится к способности наноносителя перемещаться по опухоли. сосудистый системы, попадают в ловушку и накапливаются в опухоли. Это накопление вызвано повышенной проницаемостью и удерживающим эффектом.[2][8][12] который относится к поли (этиленоксид) (PEO) покрытие на внешней стороне многих наноносителей. PEO позволяет наноносителям перемещаться через негерметичная сосудистая сеть опухоли, из которой они не могут выйти. Негерметичная сосудистая сеть опухоли - это сеть кровеносных сосудов, образующихся в опухоли, которые содержат множество мелких пор. Эти поры позволяют наноносителям проникать внутрь, но также содержат много изгибов, которые позволяют наноносителям захватываться. По мере захвата большего количества наноносителей лекарство накапливается в месте опухоли.[12] Это накопление приводит к тому, что большие дозы препарата доставляются непосредственно к месту опухоли.[2] PEO может также иметь некоторые неблагоприятные эффекты на взаимодействия клетка-наноноситель, ослабляя действие лекарства, поскольку многие наноносители должны быть включены в клетки, прежде чем лекарства могут высвободиться.[12]

Активный таргетинг

Активное нацеливание включает в себя включение модулей нацеливания, таких как лиганды или же антитела на поверхности наноносителей, специфичных для определенных типов клеток тела. Наноносители имеют такое высокое отношение площади поверхности к объему, что позволяет включать на их поверхности несколько лигандов.[3] Эти нацеленные модули позволяют встраивать наноносители непосредственно внутрь клеток, но также имеют некоторые недостатки. Лиганды могут привести к тому, что наноносители станут немного более токсичными из-за неспецифического связывания, а положительные заряды на лигандах могут снизить эффективность доставки лекарств, оказавшихся внутри клеток.[8][12] Было показано, что активный таргетинг помогает преодолеть множественная лекарственная устойчивость в опухолевых клетках.[13]

pH-специфичность

Определенные наноносители будут высвобождать только те лекарства, которые они содержат в определенных pH диапазоны. pH-специфичность также позволяет наноносителям доставлять лекарства непосредственно к месту опухоли.[2][7] Опухоли обычно более кислые, чем нормальные клетки человека, с pH около 6,8. Нормальная ткань имеет pH около 7,4.[2] Поэтому наноносители, которые высвобождают лекарства только в определенных диапазонах pH, могут использоваться для высвобождения лекарства только в кислой среде опухоли.[2][7][12] Высококислотная среда вызывает высвобождение лекарства из-за кислой среды, разрушающей структуру наноносителя.[14] Эти наноносители не будут выделять лекарства в нейтральной или щелочной среде, эффективно воздействуя на кислую среду опухолей, оставляя нетронутыми нормальные клетки организма.[2][12] Эту чувствительность к pH можно также вызвать в мицеллярных системах путем добавления сополимер цепей к мицеллам, которые, как было установлено, действуют независимо от pH.[8]Эти мицелло-полимерные комплексы также помогают предотвратить развитие множественной лекарственной устойчивости раковых клеток. Среда с низким pH запускает быстрое высвобождение мицеллярных полимеров, в результате чего большая часть лекарства высвобождается сразу, а не постепенно, как при других лекарствах. Этот механизм быстрого высвобождения значительно сокращает время, необходимое противоопухолевым препаратам для уничтожения опухоли, эффективно не позволяя опухоли претерпеть мутации, которые сделали бы ее устойчивой к лекарствам.[8]

Температурная специфичность

Было также показано, что некоторые наноносители более эффективно доставляют лекарства при определенных температурах. Поскольку температура опухоли, как правило, выше, чем температура во всем остальном теле, около 40 ° C, этот температурный градиент помогает действовать в качестве защиты для доставки в определенное место опухоли.[7]

Использует

Большинство исследований наноносителей применяется к их потенциальному использованию для доставки лекарств, особенно в химиотерапии. Поскольку наноносители могут использоваться для целенаправленного воздействия на мелкие поры, более низкие значения pH и более высокие температуры опухолей, они обладают потенциалом для снижения токсичности многих химиотерапевтических препаратов.[2][5][7][8] Кроме того, поскольку почти 75% противоопухолевых лекарств являются гидрофобными и поэтому демонстрируют трудности с доставкой внутрь клеток человека, использование мицелл для стабилизации и эффективного маскирования гидрофобной природы гидрофобных лекарств открывает новые возможности для гидрофобных противораковых лекарств.[6]

Рекомендации

  1. ^ Торчилин, В (2006). «Многофункциональные наноносители». Расширенные обзоры доставки лекарств. 58 (14): 1532–55. Дои:10.1016 / j.addr.2006.09.009. PMID 17092599.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j Цянь В., Сунь Д., Чжу Р., Ду Х, Лю Х., Ван С. pH-чувствительные наночастицы карбоната стронция в качестве новых противораковых средств для контролируемого высвобождения этопозида. Международный журнал наномедицины. 2012; 7: 5781-5792.
  3. ^ а б c Peer1 D, Kar J, Hong S, Farokhzad O, Margalit, Langer R. Наноносители как новая платформа для лечения рака. Природа. 2007; 2: 751-760.
  4. ^ а б Сингх Р., Лиллард-младший Дж. В. (2009). «Таргетированная доставка лекарств на основе наночастиц». Экспериментальная и молекулярная патология. 86 (3): 215–223. Дои:10.1016 / j.yexmp.2008.12.004. ЧВК 3249419. PMID 19186176.
  5. ^ а б c d Ю М, Чжао Дж, Фэн С. (2012). «Мицеллы пролекарства витамина E TPGS для доставки гидрофильных лекарств с нейропротекторным действием». Международный журнал фармацевтики. 438 (1–2): 98–106. Дои:10.1016 / j.ijpharm.2012.08.038. PMID 22954445.
  6. ^ а б Чена Й., Лоб С, Линк И, Сюэа Дж. (2013). «Рапамицин, инкапсулированный в мицеллы двойного действия для лечения рака». Биоматериалы. 34 (4): 1115–1127. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2012.10.034. PMID 23146436.
  7. ^ а б c d е ж грамм Rezaei S, Nabid M, Niknejad H, Entezami A. Многофункциональные и термореактивные мономолекулярные мицеллы для нацеленной на опухоль доставки и сайт-специфического высвобождения противоопухолевых препаратов. Полимер. 2012; 53 (16): 3485-3497.
  8. ^ а б c d е ж грамм час Ву Х, Чжуа Л., Торчилин В. (2013). «pH-чувствительные мицеллы сополимера поли (гистидин) -PEG / DSPE-PEG для цитозольной доставки лекарств». Биоматериалы. 34 (4): 1213–1222. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2012.08.072. ЧВК 3587181. PMID 23102622.
  9. ^ а б Moom A, Jonas A, Losic D. Система доставки нескольких лекарств с последовательным высвобождением с использованием массивов нанотрубок из диоксида титана. ChemComm. 2012; 48: 3348-3350.
  10. ^ Ван Дж, Фанг Х, Лян В. (2012). «Пегилированные фосфолипидные мицеллы индуцируют апоптоз, зависимый от эндоплазматического ретикулума, раковых клеток, но не нормальных клеток». САУ Нано. 6 (6): 5018–5030. Дои:10.1021 / nn300571c. PMID 22578158.
  11. ^ Эльзогби А., Сами В., Эльгинди Н. (2012). «Белковые наноносители как перспективные системы доставки лекарств и генов». Журнал контролируемого выпуска. 161 (1): 38–49. Дои:10.1016 / j.jconrel.2012.04.036. PMID 22564368.
  12. ^ а б c d е ж Cajota S, Van Butselea S, Paillardb A, Passiranib C, Garcionb E, Benoitb J, Varshneyc S, Jérômea C. Умные наноносители для инициируемого pH нацеливания и высвобождения гидрофобных препаратов. Acta Biomaterialia. 2012. 8 (12): 4215–4223.
  13. ^ Сарисозен Ц., Вурал И, Левченко Т, Хинкал А, Торчилин В. Мицеллы на основе ПЭГ-ПЭ, загруженные вместе с паклитакселом и циклоспорином А или загруженные паклитакселом и нацеленные противораковыми антителами, преодолевают лекарственную устойчивость раковых клеток. Доставки лекарств. 2012; 19 (4): 169-176.
  14. ^ Вирисель В., Мбарек А., Леблонд Дж. (2015). «Переключаемые липиды: изменение конформации для быстрой доставки в цитоплазму, запускаемой pH» (PDF). Angewandte Chemie International Edition. 54 (43): 12743–12747. Дои:10.1002 / anie.201504661. PMID 26189870.