涂层纳米颗粒解决粘药物传输问题

层粘液,保护敏感的组织在整个身体有一个不受欢迎的副作用:他们还可以保持有用的药物。为了克服这个障碍,约翰霍普金斯大学的研究者们已经发现了一种纳米颗粒涂化学,帮助他们通过这个棘手的障碍。

在与这些涂层颗粒实验,研究人员还发现,黏液层比之前认为的更大的毛孔,提供一个门口,应该允许更大、longer-acting剂量的药物达到保护组织。

团队的调查结果报告在本周早期的在线版美国国家科学院院刊》上。

的发现很重要,因为黏液层陷阱和帮助清除病原体和其他外国材料,可以阻止药物的局部交付身体的许多地方,包括肺、眼睛、消化道和女性生殖系统。因为这些障碍,医生通常必须开出药或注射,通过整个身体发送药物,这种方法可能会导致不必要的副作用或剂量太弱提供有效的治疗。

“粘液壁垒进化成为一个有用的目的:让事情,”贾斯汀·哈说,化学和生物分子工程学副教授监督研究的人。

“但是如果你想在一个微观粒子提供医学,他们还可以防止药物。我们已经找到一种方法来防止有用的纳米颗粒附着在粘液,我们得知粘液的开口“网”是比多数人预期的要大得多。这些发现为新一代的纳米药物,可以直接发送到受灾地区。”

其粒子的粘液,海纳斯的小组研究了一个不太可能的模型:病毒。早期的研究由理查德•锥约翰霍普金斯大学生物物理学系的教授,建立了一些病毒能够通过人类的粘液屏障。海纳斯和他的同事们决定找一个化学涂层可能模仿病毒的特征。

“我们发现的病毒,通过表面水所吸引,他们的净电荷中性,”塞缪尔·k·赖说,约翰霍普金斯大学化学和生物分子工程博士生从加拿大和香港期刊文章的主要作者。

说:“我们认为,如果我们能外套与化学药物传输纳米颗粒,这些特征,它可能不困在粘液屏障,”赖继续说。

使他们的纳米粒子像病毒,研究人员涂用聚乙二醇,挂钩,无毒材料常用的药品。溶于水和挂钩由肾脏排泄无害。

研究人员还认为他们的纳米颗粒的大小。先前的研究表明,即使纳米粒子没有坚持粘液,他们可能必须小于55纳米宽通过微小的开口在人类粘液网。

利用高分辨率视频显微镜和计算机软件,研究人员发现他们PEG-coated 200纳米粒子可能会通过一个人的粘液屏障。

然后他们进行进一步测试,看到他们的微观药物载体可以被困在网前。更大的纳米粒子更可取,因为他们可以释放大量的药在更长一段时间。“我们想让粒子尽可能大,”海纳斯说,他也作为治疗的纳米生物研究所主任约翰·霍普金斯。

“令人震惊的是有多快的粒子通过粘液网500纳米宽了。这项工作表明,粘液屏障的开口比最初预期的要大得多。我们也惊奇地发现,较大的纳米颗粒(200和500纳米宽)实际上通过黏液层移动更迅速比越小(100纳米)。”

这有重要意义,海纳斯说,因为一个500纳米粒子可用于提供医学目标区域,在时间的天周公布。较大的颗粒也允许更广泛的药物分子有效地封装。

海纳斯和他的同事们相信这个系统有巨大的潜力的化疗,抗生素、核酸和其他直接治疗肺、胃肠道和cervicovaginal束。

通过约翰霍普金斯大学技术转移,团队已经申请专利覆盖这一过程。

除了赖,海纳斯锥,美国国家科学院院刊的合作者包括d·伊丽莎白·欧汉龙和苏珊娜哈罗德,在约翰霍普金斯大学生物物理学系博士生Krieger艺术与科学学院;前访问研究科学家斯坦·t .男人,约翰霍普金斯大学化学与生物分子工程系粉刷工程学院;和王盈盈,导致了研究的约翰霍普金斯大学,他现在是一名研究生在大学生物医学工程系。

赖的参与支持的部分奖学金从加拿大自然科学和工程研究委员会。