纳米级玻璃瓶可以实现靶向药物输送

佐治亚理工学院研究人员最近发表的一项研究表明，装有药物和特殊温度敏感材料的微小二氧化硅瓶可用于药物输送，仅在身体的某些部位杀死恶性细胞。

该研究小组设计了一种方法来制造尺寸约为200纳米的二氧化硅基空心球，每个空心球在表面有一个小孔，可以使球体封装各种有效载荷，以便稍后在某些温度下释放。

该研究于6月4日发表在Angewandte Chemie国际版期刊上，研究人员描述了用脂肪酸，近红外染料和抗癌药物混合物填充球体。脂肪酸在人体温度下保持固态，但在上面融化几度。当红外激光被染料吸收时，脂肪酸将迅速熔化以释放治疗药物。

“这种新方法可以使输液疗法针对身体的特定部位，并可能消除某些副作用，因为药物只在温度升高的地方才会释放，”Wallace H. Coulter Department教授兼Brock家庭主席Younan Xia说。乔治亚理工学院和埃默里大学的生物医学工程学士。“药物的其余部分仍由瓶内的固体脂肪酸包裹，这些脂肪酸具有生物相容性和可生物降解性。”

研究人员还表明，孔的大小可以改变，使纳米胶囊能够以不同的速率释放其有效载荷。

“这种方法对于需要以受控方式释放药物并且优于其他控制药物释放方法的医疗应用具有很大希望，”Xia说。

用于实现受控药物释放的早期方法涉及将温度敏感性材料加载到低密度脂蛋白中，其通常被称为“坏胆固醇”。另一种方法涉及将混合物加载到金纳米笼中。根据该研究，两者在用于包封药物的材料如何与身体相互作用方面具有缺点。

为了制造二氧化硅基瓶子，研究团队首先用聚苯乙烯制造球体，并在其表面嵌入小金纳米粒子。然后在除了嵌入金纳米颗粒的地方之外的任何地方都用二氧化硅基材料涂覆球体。一旦除去金和聚苯乙烯，仅留下具有小开口的中空二氧化硅球。为了调整开口的大小，研究人员只需改变金纳米粒子的大小。

用有效负载装载瓶子的过程包括将球体浸泡在含有混合物的溶液中，除去残留的空气，然后用水洗去多余的材料和有效负载。所得纳米胶囊含有温度敏感材料，治疗药物和染料的均匀混合物。

为了测试释放机制，研究人员然后将纳米胶囊放入水中并使用近红外激光加热染料，同时跟踪释放的治疗剂的浓度。该测试证实，在不使用激光的情况下，药物仍然被封装。加热几分钟后，治疗剂的浓度在水中升高。

“这种控制释放系统使我们能够通过仅以高于病变部位内毒性水平的剂量释放药物来处理与大多数化疗药物相关的不良影响，”夏组的博士后人员季川川说。

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