Plastiske nanopartikler inspireret af naturen kan forbedre leveringen af ​​kræftmedicin

UNSW Sydney-forskere har udviklet en måde at kontrollere formen på polymermolekyler på, så de selv samler sig til ikke-sfæriske nanopartikler-et fremskridt, der kan forbedre leveringen af ​​giftige lægemidler til tumorer.

"Meget lidt i naturen er perfekt sfærisk, "siger studiens seniorforfatter professor Pall Thordarson fra UNSW School of Chemistry.

"De fleste biologiske strukturer som celler, bakterier og vira findes i forskellige former, herunder rør, stænger, og knuste kugler, eller ellipsoider. Men det har vist sig meget svært for forskere at syntetisere partikler, der ikke er helt runde.

"Vores gennembrud betyder, at vi forudsigeligt kan lave smarte polymerer, der forskyder deres form i henhold til de forskellige forhold omkring dem for at danne små ellipsoide eller rørformede strukturer, der kan indkapsle lægemidler.

"Vi har foreløbige beviser for, at disse mere naturligt formede plastnanopartikler lettere kommer ind i tumorceller end sfæriske, " han siger.

Undersøgelsen er offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

UNSW -projektet er et fælles samarbejde mellem professor Thordarson og Scientia -professor Martina Stenzel, der er medvejleder af studiens første forfatter UNSW-ph.d.-kandidat Chin Ken Wong. Teamet omfatter også Alexander Mason.

Forskerne arbejdede med polymermolekyler, der indeholder en vandopløselig portion og en ikke-vandopløselig portion, og som samler sig selv til runde, hule strukturer, kendt som polymersomes, i løsning.

Polymersomes dukker op som stærke nye værktøjer til at levere medicin til den ønskede del af kroppen, på grund af deres høje stabilitet, kemisk alsidighed og den lethed, hvormed molekyler på deres overflade kan ændres.

Deres fulde potentiale, imidlertid, er blevet hindret af vanskeligheden ved at kontrollere deres form.

UNSW-teamets nye kemiske design er at tilføje en ikke-vandopløselig perylenpolymergruppe til polymerens membran. Polymersomets form og størrelse kan derefter justeres ved at ændre mængden af ​​vand i opløsningsmidlet.

"Det er en ligetil, men elegant løsning, som vi mener har et stort potentiale for at lave en lang række komplekse polymerstrukturer inspireret af naturen, «siger professor Stenzel.

Teamet brugte kryogen transmissionselektronmikroskopi - teknikken, som Nobelprisen i kemi i 2017 blev tildelt - til at bestemme, hvordan polymermolekylerne blev pakket sammen i opløsning.