Tes menunjukkan nanopartikel 'crystalsome' berlangsung lebih lama dalam aliran darah

Black hole aneh bergerak, seret ruang dan waktu - TomoNews (Juli 2019).

Anonim

Memilih kemasan yang tepat untuk mendapatkan barang berharga dari titik A ke titik B bisa menjadi tugas yang menakutkan di kantor pos. Untuk beberapa waktu, para ilmuwan telah bergumul dengan serangkaian pertanyaan serupa ketika mengemas obat untuk pengiriman dalam aliran darah: Berapa banyak pengepakan yang akan membuatnya aman? Apakah itu bahan pengepakan yang benar? Apakah itu terlalu besar? Apakah itu terlalu berat? Peneliti dari Drexel University telah mengembangkan jenis baru wadah yang tampaknya sangat cocok untuk membuat pengiriman.

Obat intravena telah mengambil lompatan penting dalam beberapa tahun terakhir sebagai cara langsung menargetkan penyakit di mana mereka terjadi di dalam tubuh. Tetapi mendapatkan obat melalui aliran darah ke tempat yang tepat dan melepaskannya pada waktu yang tepat bukanlah tugas yang mudah. Tubuh dirancang untuk mendeteksi dan menghilangkan benda asing, sehingga berhasil merancang kapal untuk pengiriman obat yang ditargetkan membutuhkan teknik bagian yang sama dan licik.

"Kapal-kapal pengantar secara tradisional telah dirancang untuk menghindari pengakuan oleh sistem kekebalan tubuh dengan meniru bahan yang terjadi secara alami di dalam tubuh, seperti sel atau liposom, " kata Christopher Li, Ph.D., seorang profesor ilmu material di Drexel College of Engineering. "Tapi masalah dengan operator buatan yang dilaporkan sebelumnya adalah bahwa mereka tidak selalu cukup tahan lama untuk mencapai bagian tubuh yang jauh."

Li dan Hao Cheng, Ph.D., asisten profesor di Sekolah Tinggi Teknik memimpin sekelompok peneliti yang telah mengembangkan casing kristal polimer untuk pengiriman obat intravena. Pekerjaan mereka, yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Nature Communications menunjukkan bagaimana "crystalsomes" ini, dirancang agar cukup tahan lama untuk perjalanan panjang, secara intravena, dapat bertahan lebih lama dari kemasan nanopartikel buatan saat ini - yang berarti dokter dapat menggunakannya untuk secara langsung mengobati penyakit di dalam tubuh., dengan tepat jumlah obat yang tepat.

"Crystalsom secara struktural meniru liposom klasik dan polymersome yang digunakan untuk pengiriman obat, namun secara mekanis mereka lebih kuat berkat cangkang tunggal seperti kristal mereka, " kata Li.

Dalam sirkulasi darah dan percobaan biodistribusi, kristal polimer Li memiliki waktu paruh 24 jam dan dapat bertahan dalam aliran darah selama lebih dari 96 jam — angka yang jauh melebihi obat injeksi saat ini.

"Crystalsomes tertutup rapat sehingga obat tidak akan dilepaskan sampai mencapai situs target. Dengan demikian obat dapat diberikan dalam dosis yang lebih tinggi, seperti yang diinginkan, untuk kesakitan dalam tubuh, tanpa menyebabkan efek samping yang parah yang terkait dengan pelepasan awal dari obat-obatan, "kata Li. "Dan pemberian intravena yang lebih langsung berarti perawatan mungkin lebih efektif."

Kelompok Li menggabungkan karya uniknya dalam menumbuhkan bola kristal dan nanobrush yang dibuat sendiri untuk menghasilkan kapsul khusus ini yang cukup tebal untuk menyumbat obat dengan aman, dan juga memiliki serangkaian untaian polimer yang dapat menangkal protein yang melambangkan benda asing untuk pemindahan.

Metode untuk menciptakan crystalsome, yang Soft Material Lab Li awalnya dikembangkan pada tahun 2016, terlihat seperti menggabungkan minyak dan air untuk membuat manik-manik cair tersuspensi. Dalam aplikasi ini, manik-manik merangkum dua jenis untaian polimer yang, ketika didinginkan, mengembun menjadi padat, kristal bulat berbentuk seperti cangkang telur, melindungi muatan kuning seperti di dalamnya.

Sementara satu set polimer, yang disebut poli L-laktida atau PLLA, digambar bersama untuk membentuk casing bergelombang dari bola, varietas lain, poli etilena glikol atau PEG, datang ke perhatian seperti kumis di permukaannya. PEG polimer dikenal untuk mencegah protein menempel ke permukaan padat, sehingga distribusi seragam polimer ini di bagian luar kristal mencegahnya dari ditandai oleh protein dari sistem kekebalan tubuh sebagai penyerbu tubuh.

"Secara bersama-sama, karakteristik ini memberi kristal daya bertahannya yang unggul dalam aliran darah, " kata Cheng, yang kelompok penelitinya mengkhususkan diri dalam molekul rekayasa untuk pengiriman obat intravena.

Penemuan ini menyediakan strategi untuk memproduksi nanomaterial yang bersirkulasi panjang, yang dapat mengarah pada kelas baru pembawa partikel nano polimer untuk pengiriman obat dan terapi gen, menurut para peneliti.

"Nanocapsules kristal yang cerdik, melengkung, dan berevolusi dilaporkan di sini tetap kuat saat beredar di dalam darah, fitur yang sangat penting untuk memberikan obat dan terapi gen, " kata Andrew Lovinger, petugas program penelitian bahan yang mengawasi pendanaan National Science Foundation. "NSF bangga telah mendukung penelitian penting ini, yang mengintegrasikan misi agensi untuk mempromosikan kemajuan ilmu pengetahuan serta berkontribusi untuk memajukan kesehatan bangsa."

menu
menu