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華南理工大學(xué)趙鵬超、邊黎明《Mater. Today》: 液泡化凝聚層調(diào)節(jié)大分子藥物釋放動力學(xué)
2023-04-30  來源:高分子科技

  開發(fā)一種通用的藥物遞送設(shè)計策略調(diào)節(jié)大分子藥物的多模式釋放動力學(xué),實現(xiàn)病灶部位局部按需給藥,是各種疾病治療過程面臨的迫切需要。近幾年細胞內(nèi)無膜細胞器的研究逐漸引起了國內(nèi)外一些研究者的關(guān)注。細胞內(nèi)無膜細胞器通常是通過多價相互作用穩(wěn)定的與水不混溶的凝聚層(Coacervate)液滴。其中部分無膜細胞器表現(xiàn)出多相亞結(jié)構(gòu)(如液泡化的胚芽顆粒),可以在生物刺激下將生物大分子隔絕到封閉的內(nèi)部液泡中或從封閉的內(nèi)部液泡中排出。因此體外合成的液泡化凝聚層或可作為“大分子藥物儲庫”,以容納和遞送具有刺激響應(yīng)釋放動力學(xué)的各類大分子藥物,進而開發(fā)基于液泡化凝聚層的新型大分子藥物遞送載體。


  華南理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院邊黎明教授團隊在前期構(gòu)建納米顆粒自組裝凝聚層的研究基礎(chǔ)上(Advanced Materials, 2021, 33, 2007209; Nature Communications, 2021, 12, 7162),利用凝聚層內(nèi)部液泡作為“大分子藥物儲庫”精確調(diào)節(jié)多種大分子藥物的多模式釋放動力學(xué)(圖1):1)液泡周圍致密的凝聚層基質(zhì)可以充當(dāng)高密度的藥物擴散屏障,介導(dǎo)液泡內(nèi)部多種大分子藥物的長期線性釋放;2)遠程超聲對凝聚層基質(zhì)的瞬時破壞可以打開液泡以觸發(fā)大分子藥物在體內(nèi)外的瞬時釋放;3)凝聚層的液體流動性促使凝聚層基質(zhì)在暫停超聲后幾秒鐘內(nèi)快速恢復(fù),實現(xiàn)超聲刺激的大分子藥物瞬時釋放和長期線性釋放之間的快速切換。考慮到凝聚層的液體和水不混溶性,“液泡化凝聚層作為大分子藥物儲庫”調(diào)節(jié)大分子釋放動力學(xué)的研究思路或可減少藥物全身暴露,有利于患者病灶部位特異性按需局部給藥。 


圖1、a) 凝聚層內(nèi)部液泡作為大分子藥物儲庫,實現(xiàn)超聲刺激的大分子藥物瞬時釋放和長期線性釋放之間的快速切換;b) 超聲觸發(fā)凝聚層液泡內(nèi)部胰島素的瞬時釋放,調(diào)節(jié)巴馬小香豬血糖。


  該工作以“Vacuolated coacervate mediates the bimodal release kinetics of diverse macromolecular drugs in vivo”為題發(fā)表在《Materials Today》上(Materials Today, 2023, 10.1016/j.mattod.2023.03.029)。文章共同第一作者為華南理工大學(xué)趙鵬超副教授與香港中文大學(xué)2020級博士生郭佳欣。文章通訊作者為香港中文大學(xué)許建坤助理教授、李剛教授與華南理工大學(xué)長江學(xué)者特聘教授邊黎明


  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702123001001

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