人工DNA可以控制藥物中活性成分的釋放
含有三種活性成分的藥物,在特定時間按順序釋放:由于慕尼黑技術大學(TUM)團隊的工作,曾經是藥理學家的夢想現在更接近現實。通過水凝膠和人工DNA的組合,納米顆??梢栽谂c人體相似的條件下依次釋放。
患者接受幾種不同的藥物治療變得越來越普遍?;颊咄ǔP枰怨潭ǖ拈g隔服用它們 - 這種限制使日常生活變得困難并且增加了劑量被跳過或被遺忘的風險。
Oliver Lieleg是生物力學教授,也是TUM慕尼黑生物工程學院的成員,博士候選人Ceren Kimna現已開發(fā)出一種工藝,可作為含有幾種活性成分的藥物的基礎,這些成分可以在體內可靠地釋放它們。在指定時間的預定義序列。“例如,應用于手術切口的軟膏可首先釋放止痛藥,然后使用抗炎藥物,然后再使用藥物來減輕腫脹,”Oliver Lieleg解釋道。
一種活性成分接著另一種
“延遲釋放其活性成分的藥膏或霜劑本身并不新鮮,”Oliver Lieleg說。然而,對于目前使用的藥物,不能保證兩種或更多種活性成分不會同時釋放到生物體中。
為了測試他們的想法背后的原理,Oliver Lieleg和Ceren Kimna使用納米級銀,氧化鐵和金顆粒嵌入一種稱為水凝膠的特殊凝膠狀物質中。然后,他們使用光譜方法跟蹤凝膠中顆粒的出口。由研究人員選擇的顆粒在凝膠內具有與用于運輸真實活性成分的顆粒相似的運動特性,但制造起來更容易且更便宜。
控制納米粒子的特殊成分是人造DNA。在自然界中,DNA首先是遺傳信息的載體。然而,研究人員正在越來越多地利用另一種特性:DNA片段在鍵合類型和強度方面的精確組合能力,例如在納米尺度上構建機器。
DNA級聯(lián):壓縮然后在正確的瞬間釋放
首先釋放銀顆粒。在初始狀態(tài)下,通過Lieleg和Kimna設計的DNA片段使用特殊軟件將顆粒結合在一起。得到的顆粒簇很大,以至于它們不能在水凝膠中移動。然而,當加入鹽溶液時,它們與DNA分離。它們現在可以在凝膠中移動并漂移到表面。“因為鹽溶液與人體的鹽度大致相同,所以我們能夠模擬藥物施用前不會釋放活性成分的條件,”Ceren Kimna解釋道。
圍繞氧化鐵顆粒的網狀DNA結構由兩種類型的DNA組成:第一種DNA的一端連接到氧化鐵顆粒上。第二種類型連接到第一種類型的松散端。這些結構不受鹽溶液的影響。氧化鐵顆粒只能在第一簇溶解時釋放。該事件不僅釋放銀納米粒子,還釋放DNA,其消除了第二簇的“連接DNA”而沒有形成連接本身。結果,氧化鐵顆??梢苑蛛x。這釋放出DNA片段,而DNA片段又成為第三個DNA納米粒子組合的關鍵。
“軟膏的一致性使它們成為基于水凝膠的方法最明顯的解決方案。然而,這一原則也有可能用于可以按特定順序釋放體內多種有效成分的片劑,”Lieleg教授解釋說。 。
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