Testler 'kristalli' nanoparçacıkların kan akışında daha uzun sürdüğünü gösteriyor
A noktasından B noktasına kadar değerli kargo almak için doğru ambalajın seçilmesi postanede zorlayıcı bir görev olabilir. Bir süredir, bilim adamları kan dolaşımında ilaçları paketledikleri zaman benzer bir dizi soru ile boğuşuyorlar: Ne kadar bir ambalaj onu güvende tutacak? Doğru paketleme malzemesi mi? Çok mu büyük? Çok ağır mı? Drexel Üniversitesi'nden araştırmacılar, teslimatı yapmak için mükemmel uygunluk gösteren yeni bir konteyner türü geliştirdiler.
İntravenöz ilaçlar, son yıllarda vücutta meydana geldikleri rahatsızlıkları doğrudan hedef almanın bir yolu olarak önemli atılımlar gerçekleştirmiştir. Ancak ilacı kan dolaşımından doğru yere götürmek ve doğru zamanda serbest bırakmak kolay bir iş değildir. Vücut yabancı nesneleri tespit etmek ve ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır, bu yüzden başarılı bir şekilde hedeflenmiş ilaç teslimi için bir kap tasarımı eşit parça mühendisliği ve kurnazlık gerektirir.
Drexel'in Mühendislik Fakültesi'nde malzeme bilimi profesörü olan Christopher Li, "Teslim gemileri geleneksel olarak, hücreler veya lipozomlar gibi vücutta doğal olarak bulunan materyalleri taklit ederek bağışıklık sistemi tarafından tanınmayı önlemek için tasarlanmıştır." “Ancak daha önce bildirilen yapay taşıyıcılarla ilgili problem, her zaman vücudun uzak noktalarına ulaşacak kadar dayanıklı olmadıklarıdır.”
Mühendislik fakültesinde yardımcı doçent olan Li ve Hao Cheng, intravenöz ilaç tedariki için polimer kristal kasa geliştiren bir grup araştırmacının başına geçti. Nature Communications dergisinde kısa süre önce yayınlanmış olan çalışmaları, uzun ve intravenöz yolculuklar için yeterince dayanıklı olacak şekilde tasarlanan bu "kristallerin", yapay suni nanoparçacık paketlemeyi aşabileceğini gösteriyor - bu da doktorların vücudundaki hastalıkları doğrudan tedavi etmek için kullanabileceği anlamına geliyor Tam olarak doğru miktarda ilaç ile.
Li, "Kristalozomlar, ilaç dağıtımında kullanılan klasik lipozom ve polimersomları yapısal olarak taklit ederler, ancak mekanik olarak tek kristal benzeri kabukları sayesinde daha sağlamdırlar" dedi.
Kan dolaşımında ve biyo-dağılım deneylerinde, Li'nin polimer kristalleri 24 saatlik bir yarı ömre sahiptir ve 96 saatten fazla bir süre boyunca kan dolaşımına devam edebilir - bu rakam, mevcut enjekte edilebilir ilacı çok aşmaktadır.
"Kristalsomlar, ilaçların hedef bölgelere ulaşıncaya kadar serbest bırakılmayacak şekilde sıkı bir şekilde kapatılırlar. Bu nedenle ilaç, vücuttaki rahatsızlıklara, daha yüksek dozlarda vücuttaki rahatsızlıklara, ilaç, "Li dedi. "Ve daha doğrudan bir intravenöz uygulama, tedavilerin daha etkili olabileceği anlamına gelir."
Li'nin grubu, ilacı güvenli bir şekilde muhafaza etmek için yeterince kalın olan bu özel kapsülü üretmek için büyüyen kristal küreler ve kendinden bir araya getirilmiş nano fırçalar üzerindeki eşsiz çalışmasını birleştirdi ve aynı zamanda yabancı cisimleri işaretleyen proteinleri kapatabilecek bir dizi polimer ipliği de içeriyordu. kaldırma.
Li'nin 2016 yılında ilk olarak geliştirdiği Soft Materials Lab'ın kristalleri oluşturmak için kullanılan yöntem, askıda sıvı boncuklar oluşturmak için yağ ve suyu birleştirmek gibi bir şeye benziyor. Bu uygulamada, boncuklar, soğutulduğunda, yumurta sarısı benzeri küresel kristalin içinde yoğunlaşan ve içerideki yumurta sarısı benzeri kargoları koruyan iki tip polimer şeridini kapsüllemektedir.
Poli L-laktit asit veya PLLA olarak adlandırılan bir takım polimerler kürenin oluklu kılıfını oluşturmak için birlikte çekerken, diğer çeşitlilikte, poli etilen glikol veya PEG, yüzeyindeki bıyık gibi dikkat çekmektedir. PEG polimerlerinin proteinlerin katı yüzeylere yapışmasını önlediği bilinmektedir, bu nedenle bu polimerlerin kristallerin dışındaki düzgün dağılımı, bağışıklık sisteminin proteinleri tarafından bir vücut istilası olarak işaretlenmesini önler.
"Birlikte ele alındığında, bu özellikler, kristalizme kandaki üstün kalış gücünü verir, " diyor araştırma grubu intravenöz ilaç verme için mühendislik molekülleri konusunda uzmanlaşmıştır.
Araştırmacı, araştırmacılara göre, ilaç dağıtımı ve gen terapisi için yeni bir polimer nanopartikül taşıyıcı sınıfına yol açabilecek olan uzun-dolaşımlı nanomalzemelerin üretilmesi için bir strateji sunuyor.
Ulusal Bilim Vakfı'nın bu çalışmayı finanse etmesini sağlayan materyal araştırma programı sorumlusu Andrew Lovinger, “Burada zekice tasarlanmış, kavisli, polimer kristal nanokapsüller, kan ve dolaşımdaki ilaçların ve gen terapilerinin sağlanması için önemli bir özellik olan kan dolaşımı sırasında güçlü kalmaktadır” dedi. "NSF, kurumun misyonlarını bilimin ilerlemesini teşvik etmek ve ülkenin sağlığını geliştirmeye katkıda bulunmak için misyonlarını birleştiren bu önemli araştırmayı desteklemekten gurur duyuyor."