新开发的生物可降解聚合物在给药方面显示出应用潜力

一种新开发的生物可降解聚合物在细胞内传递和持续释放治疗药物到肿瘤、炎症组织和含有异物的细胞内囊泡的酸性环境中显示出潜力。

研究人员说,与现有的生物可降解聚合物相比,这些聚合物有几个优势。其中,称为聚酮的聚合物可生物降解为食品和药物管理局批准的化合物,如食品添加剂。合成是一个简单且易于定制的过程。聚合物的降解不会产生引起炎症的酸,而是产生可渗透膜的产物,允许聚合物的所有副产物扩散到细胞外。这意味着副产物不应该在病人的组织中积累而引起炎症。

“20到30年前,我们就知道,当细胞吸收粒子时,它们会将这些粒子转移到细胞中pH值较低的部分,大约在5.0左右,”欧洲杯猜球平台哈佛大学华莱士·h·库尔特生物医学工程系(Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering)的助理教授尼伦·默西(Niren Murthy)说佐治亚理工学院埃默里大学.“研究人员已经能够在细胞培养和动物模型中成功地利用这一过程,但他们使用的材料产生酸降解产物,而且水解速度太慢,不能长期使用。欧洲杯足球竞彩因此,这一领域的临床活动很少。”

Murthy解释说,然而,聚酮纳米颗粒利用细胞的欧洲杯猜球平台酸水解成亲水化合物,可以在它们所针对的酸性环境中加速释放胶囊治疗药物。此外,与基于聚酯的生物材料不同,聚酮纳米颗粒降解时不会产生酸。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台研究人员还不知道聚酮是否会比目前用于药物传递的聚合物更少炎症,但预计将在明年评估这种反应。

Murthy将于3月27日在亚特兰大举行的第231届美国化学学会全国会议上介绍聚酮的发展和潜在应用。他的合作者是埃默里大学的免疫学家Bali Pulendran,罗彻斯特大学的医生Robert Pierce,以及佐治亚理工学院的研究生Michael Heffernan和Stephen Yang。他们的研究由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)和美国国家科学基金会(National Science Foundation)资助,这项研究已经进行了两年半。欧洲杯线上买球

Murthy说,聚合物的开发是一个令人惊讶的简单过程。他解释说:“在合成有机化学中,有一个众所周知的反应叫缩醛交换反应。”“我们可以稍微改变一下这个反应,用它来制造这些聚合物。这通常是用来保护醇的反应,但当你让它与一个分子和两个醇反应时,它就会生成这种聚合物。”

Murthy说,因为这种化学过程很简单,所以在工业规模上生产这种聚合物是可行的,有可能使它广泛应用。

他补充说:“我们在聚合物中加入的醇的类型方面有很大的灵活性。”“我们可以调整聚合物的水解速率和机械性能,这将拓宽它的医疗应用。例如,在某些情况下,你想要更快地给药。急性肝衰竭患者需要在一到两天内释放药物,而关节炎患者则需要一到两个月。”

Murthy说,除了简单的合成外,聚酮的另一个优点是它们的降解过程,这会产生膜透性产品。

他指出:“使用聚酯作为药物输送工具的问题在于,大多数治疗的疾病都是慢性疾病,需要每周注射一次,而聚酯需要几个月才能降解。”聚酮在一周内水解,扩散出细胞,然后排泄到细胞外。

如果动物模型研究显示出潜力,研究人员希望在五年内对聚酮进行临床试验。到目前为止,皮尔斯已经在老鼠身上做了一些试验来治疗急性肝衰竭。他在老鼠身上注射了聚酮纳米颗粒,聚酮将它们运送到动物的欧洲杯猜球平台肝脏。但研究人员还不知道他们的系统是否能在体内进行治疗。Murthy补充道,这个问题的答案大约需要一年的时间才能揭晓。

聚酮的潜在应用包括提供抗氧化剂治疗过量饮酒或对乙酰氨基酚患者的急性肝功能衰竭。在这些患者中,肝脏停止功能是因为肝脏中的巨噬细胞产生活性氧。其中一种治疗方法是输送超氧化物歧化酶,这种酶主要是为超氧化物解毒。

Murthy说,其他应用包括在任何类型的基于蛋白质的疫苗中使用聚酮,并补充说,研究人员还没有追求这种可能性。然而,另一个应用是用于广泛治疗的蛋白质输送,包括用于1型糖尿病的胰岛素输送——减轻了多次注射的需要。

2005年年中,佐治亚理工学院、埃默里大学和罗切斯特大学就聚酮给药系统提出了两项临时专利申请。Murthy指出,日本在2001年申请的一项专利描述了同样的聚合过程,但用它来制造感光电阻,而不是药物传递系统。

研究人员讨论了基于这种技术的生物医学公司的成立,但首先他们必须有一些来自动物研究的令人信服的数据。如果他们寻求商业化,这一过程可能会在埃默里大学(Emory University)和佐治亚理工学院(Georgia Tech)运营的早期生物科学企业孵化器Emtech Bio内完成。欧洲杯线上买球

http://www.gatech.edu

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