Smarte transformerbare nanopartikler lover fremskridt inden for tumordiagnoser, behandling

I mere end tre årtier er biomedicinske nanomaterialer med succes blevet udviklet til gavn for theranostics - et sammensat udtryk, der refererer til diagnoser og behandling af tumorer. Nanopartiklerne skal nå tumorstedet og dets særskilte mikromiljø for at målrette behandlingen af ​​tumoren.

Nylige undersøgelser viser, at nanopartiklers fysiske egenskaber, især deres størrelse og form, har en dramatisk indflydelse på deres biologiske adfærd. Kontrol over disse materialeegenskaber er nødvendig for at sikre, at behandlingen frigives ved tumoren, efter at partiklerne har cirkuleret gennem forskellige andre sunde fysiologiske mikromiljøer.

I Anvendt fysikanmeldelser , undersøger forskere fra Kina og USA, hvordan biologi udløser morfologiske ændringer i visse typer nanopartikler. Disse typer partikler kaldes smarte transformerbare nanopartikler, fordi de kan ændre deres størrelse og form ved stimulering fra deres omgivende miljø.

Disse smarte transformerbare nanopartikler er særligt lovende for tumorterapi, fordi deres fysiske egenskaber vil tilpasse sig fysiologien. Disse tilpasninger forbedrer partikelcirkulation, biodistribution, tumorpenetration, tumorretention og subcellulær distribution til målrettet terapi.

"Smarte transformerbare nanopartikler kan ændre deres morfologier under forskellige fysiologiske forhold, som de terapeutiske krav," sagde medforfatter Jianxun Ding. "I vores undersøgelse afslører vi de strukturelle design for disse smarte systemer såvel som de dybtgående mekanismer for transformationerne."

Forskerne præsenterer design af transformerbare nanopartikler som en retningslinje for deres konstruktion og diskuterer de biomedicinske anvendelser inden for theranostics. Ding og hans kolleger viser deres indsigt gennem nye klassifikationer for nanopartikeltransformationsdesign og de mekanismer, der bidrager til forandringen.

For eksempel deler forskerne designtransformationen op i to brede kategorier:størrelse og form. For størrelsestransformerbare nanopartikler er ændringerne yderligere opdelt i små-til-store og store-til-små transformationer. Undersøgelsen afslører detaljerede og rationelle designs af transformerbare nanopartikler baseret på deres strukturer.

Med hensyn til mekanismerne, der bidrager til transformation af nanopartikler, "troede vi, at strukturen og stimuli begge ydede et stort bidrag," sagde Ding. "For eksempel bestemte forskellige pH-værdier det nøjagtige sted for transformationen, som korrelerer med varierende fysiologiske, ekstracellulære og endo/lysosomale forhold."

Nanopartikler med konstante fysiske morfologier er blevet bredt undersøgt og anvendt i tumorterapi i fortiden, mens nyere undersøgelser af nanopartikeltransformationsfænomener primært har fokuseret på responsen på stimuli. Indtil nu har der dog ikke været en dybdegående diskussion om design og anvendelse af morfologi-transformerbare nanopartikler.

"Vores gennemgang dækker strukturdesignet, mekanismen til transformation og biomedicinsk anvendelse af smarte transformerbare nanopartikler og inkluderer også perspektiver på deres begrænsninger," sagde Ding. "Vi tror på, at denne anmeldelse vil kaste lys over dette vigtige felt." + Udforsk yderligere

Ny sensor registrerer stadig mindre nanopartikler