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南开大学史林启/郭东升/刘阳《AM》:一箭双星,可用于多药物联合疗法的超分子组装平台

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高分子科学前沿 2021-02-23 21:08

联合化学疗法是癌症治疗领域一个全新的治疗方法,该疗法可以有效提高疗效并降低副反应。对于联合化学疗法,药物或有效成分的比例是最重要,最关键的参数,该参数往往决定了药物之间的作用是协同作用还是拮抗作用。随着临床治疗手段的提高,现在可以很快确定治疗的最佳药物比例。然而,即使确定了联合化学治疗的最佳药物比例,很多时候在临床上依然不容易实施相关治疗。为了方便用药,临床上常常采用所谓的“鸡尾酒”疗法。由于不同药物的不同的药代动力学和生物分布性,临床上采用鸡尾酒疗法几乎不可能在病灶部位维持药物的最佳配比。为了解决这个问题,人们开发了多种多样的纳米载具,包括脂质体,胶束,聚合物以及无机纳米粒子等。采用人工合成的纳米载具负载药物,可以有效统一鸡尾酒疗法中不同药物之间不同的药代动力学和生物分布性。但是目前报道的各类纳米药物载体很难做到在负载阶段及药物递送阶段精确控制并维持负载的药物比例。这可能会导致治疗效率的降低以及出现不可预测的副反应。在过去的几十年,超分子大环化合物例如环糊精,杯芳烃,葫芦脲以及柱芳烃等在靶向药物领域的作用逐渐受到人们的重视。这些大环用于靶向药物传递可以提高药物溶解性和稳定性并减少副反应的发生。由于大环分子具有确定的环状结构,因此可以以特定比例(例如1:1)负载相关药物。同时大环化合物与药物分子之间的强相互作用可以避免在血液循环过程中药物分子的泄露。但是,这类药物靶向释放体系往往只能负载一种药物,这极大的限制了基于大环的药物靶向释放体系在临床上的应用。

为此,南开大学史林启教授、郭东升教授、刘阳教授合作使用两亲性杯芳烃作为负载药物的主体,与对十二烷氧基苯甲酰胺作为端基的聚乙二醇共组装为基于大环的自组装纳米粒子。该纳米粒子可利用杯芳烃以指定的比例吸附抗癌药物甲氨蝶呤/苯丁酸氮芥或者紫杉醇/NLG919组合。在低氧微环境的肿瘤病灶处杯芳烃上沿的偶氮基团分解,使其带有的季铵盐部分脱落从而极大的降低杯芳烃和药物分子的络合能力,从而使药物在病灶处释放,起到治疗的作用。

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文章亮点:

1. 药物负载效率高。基于两亲性杯芳烃的自组装纳米粒子对于甲氨蝶呤的负载率可达到98%,苯丁酸氮芥可达99%,紫杉醇为95%,NLG919为98%。

2. 可避免抵达病灶前在血液循环中的药物泄漏。以荧光分子磺化铝酞菁(AlPcS 4)代替药物负载于纳米粒子中,在小鼠的生理环境中并未发现任何荧光分子的痕迹,表明荧光分子在纳米粒子中并不会由于生理条件而泄露。由于荧光分子与药物分子和杯芳烃的作用模式一致,因此实验表明了药物分子在纳米粒子中负载的稳定性

3. 纳米粒子可以精确比例靶向释放药物组合,实现精确的联合化学治疗。针对不同的肿瘤,可以负载不同比例的药物组合。

图1. 超分子组装平台作用原理

图2. 纳米粒子的表征

全文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202007719

来源:高分子科学前沿

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