团队设计小型货运药物系统

特拉华大学教授克里斯蒂Kiick领导合作研究创造新的药物输送系统有可能改善治疗疾病影响结缔组织,如骨关节炎和类风湿性关节炎,是一种自身免疫性疾病。

UD研究者设计了小型货运系统比人类头发小很多倍。这些系统,或航空公司,是由被称为肽分子,帮助为细胞和组织结构。

研究团队正在计划这些纳米颗粒载体选择性地结合在体内降解胶原蛋白。胶原蛋白是一种蛋白质,帮助充实或提供结构结缔组织——从我们的皮肤到我们的骨骼,肌腱和韧带。

当胶原降解,由于疾病或损伤,Kiick实验室设计的纳米粒子可以附加在受伤部位,保持超过许多目前的治疗选项。这允许交付特定站点的可能性在更长时间的药物——从几天到几周。

在一个合作项目,涉及这项工作,Kiick正在尝试开发药物载体在治疗骨关节炎可能是有用的。骨关节炎是一种退行性关节疾病的特征是炎症、疼痛和僵硬。根据疾病控制和预防中心,它影响了3250万美国人。

早期研究与克里斯托弗价格,在生物医学工程副教授,表明这些纳米粒子可以保留在组织和膝关节。在相关研究中,Kiick和她的学生们表明,纳米颗粒药物可以封装和保留,直到发布了温度的变化。

“我们有兴趣学习如何释放药物,不仅可以帮助疼痛管理,还有减缓疾病进展,“Kiick说,蓝色和金色特聘教授材料科学与工程。“这是关键,我们已经能够与价格合作实验室的这种类型的工作。”

很长一段时间,小分子糖皮质激素是一个标准的照顾管理骨关节炎的关节疼痛。因为共同的稠厚、粘稠的液体,在恒定的机械应力和运动,这些小分子药物被驱逐出流体在膝盖很快,在几分钟内。

“我们希望通过控制纳米颗粒组成和结构、“Kiick说:“我们将能够精确控制,或调整,药物传输行为与炎症为人们提供更持久的救援条件,如骨关节炎。”

Kiick和他的同事报道纳米设计进步周三,10月7日发表的一篇论文中科学的进步同行评审的期刊上发表的美国协会科学促进会。工作的合作者包括Jingya秦,Kiick实验室研究生,高级显微镜专家和詹妮弗草率的UD的哈克跨学科科学与工程实验室。

论文的主要结论证明了研究团队的能力来控制纳米粒子的形状,这将影响他们如何绑定到体内组织和保持在一个特定的位置。研究小组也可以精确地控制纳米粒子的大小,也影响他们如何被保留在注射部位以及他们如何可以使用由特定细胞之前从身体中删除。最后,本文描述了一些非常细节的具体构建块在这些肽分子如何影响温度的不同形状和大小的纳米粒子可以拆卸释放药物。

研究基于Kiick之前的专利和专利申请在这个领域工作,但她说,这是与他人合作推动可喜的成果。虽然Kiick实验室带来专业知识在创造新颖的材料,可以用作运载系统;新闻Jayaraman纪念词教授的卓越研究和教育部门的化学和生物分子工程,帮助团队理解因素相关温度敏感性的运载工具和开发计算工具,可以帮助研究小组描述车辆的形状。

与此同时,价格的专业知识在理解创伤后骨关节炎发展的关键方法来利用这些纳米粒子可能治疗疾病。价格是探索如何特定药物和细胞相互作用,这可能会通知具体类药物是有用的治疗骨关节炎发展后创伤性损伤。实验室的合作将有助于Kiick裁缝什么类型的纳米颗粒的设备可以用来提供这些不同种类的药物。

根据Kiick,想着大,团队可以想象一个定制的鸡尾酒药物加载到纳米药物传输的救济在不同时间尺度和温度。研究人员已经对材料纳米结构,可以允许这样的事情发生;现在他们正在探索如何触发特定条件下纳米粒子释放特定的药物。

“你可以想象注入这些封装药物在膝盖上,“她解释道。“那么,当你想要一种药物释放,病人可以冰他们的膝盖。如果需要另一种药物提供救济无益,热量可以应用。”

它可能是一个很简单的方法来帮助人们管理慢性疾病,带来很大的痛苦,减少流动性。因为治疗是本地的,它可以减少可能发生的副作用,药物必须在高剂量或延长时间。

“如果这些运载工具可以减少痛苦的骨关节炎的影响,或延缓骨关节炎症状出现时,对改善生活质量有重要影响对许多人来说,“Kiick说。

参考:秦J,凌乱的JD和Kiick KL。细结构调优ECM的组装肽配合通过轻微修改序列。科学的进步2020;6 (41);eabd3033 doi:10.1126 / sciadv.abd3033

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