Posted in | Nanomedicine | Dendrimers

Forskere Opret Janus dendrimer forsamlinger for Drug Delivery

Published on May 21, 2010 at 2:00 AM

Et internationalt samarbejde under ledelse af kemikere og ingeniører fra University of Pennsylvania har udarbejdet et bibliotek af syntetisk biomaterialer, der efterligner cellulære membraner og som viser lovende i målrettet levering af kræftlægemidler, genterapi, proteiner, billedbehandling og diagnostiske midler og kosmetik sikkert til kroppen i det nye felt, der kaldes nanomedicin.

Disse er kryo-TEM og 3-D intensitet profiler (A og D) polygonal dendrimersomes. (B og E) Bicontinuous cubic partikler sameksistere med lav koncentration af sfæriske dendrimersomes. (C og F) Disse miceller. (G og J) De er rørformede dendrimersomes. (H og K) Rodlike, bånd og helical miceller. (I og L) Disk-lignende miceller og Ringkerner.

Undersøgelsen viser i det nyeste nummer af tidsskriftet Science.

Forskningen giver den første beskrivelse af præparatet, struktur, self-assembly og mekaniske egenskaber af vesikler og andre udvalgte komplekse nano-samlinger lavet af Janus dendrimers.

De såkaldte dendrimersomes er stabile, tolagede vesikler, der spontant form fra den præcise kemiske sammensætning af Janus dendrimers. Holdet rapporterede et utal af tolagede kapsel befolkninger, ensartet i størrelse, stabil i gang i en bred vifte af medier og temperaturer, der er afstemmelige af temperatur og kemi med overlegne mekaniske egenskaber til regelmæssig liposomer og uigennemtrængelige for indkapslede stoffer. De er i stand til at inkorporere pore-dannende proteiner, kan samles med struktur-lede fosfolipider og blokcopolymerer og tilbyder en molekylær periferien egnet til kemisk funktionalisering uden at påvirke deres egen samling.

Medforfattere Virgil Percec af Penn Institut for Kemi og Daniel A. Hammer of Penn er Department of Bioengineering, følgeskab af Frank Bates og Timothy Lodge of the University of Minnesota, Michael Klein fra Temple University og Kari Rissanen af ​​Jyväskylä Universitet i Finland, har kemisk koblet hydrofile og hydrofobe dendrons at skabe amfifile Janus dendrimers med en rig palet af morphologies herunder cubosomes, diske, rørformede vesikler og helical bånd og bekræftede den samlede strukturer ved hjælp af kryogene transmissions elektron mikroskopi og fluorescens mikroskopi.

"Dendrimersomes gifte stabilitet og mekanisk styrke fås hos polymersomes, vesikler lavet af blok copolymerer, med den biologiske funktion af stabiliseret fosfolipid liposomer," sagde Percec, P. Roy Vagelos formand og professor i kemi ved Penn, "men med fremragende ensartethed størrelse, nem dannelse og kemisk funktionalisering. "

"Disse materialer viser særligt lovende, fordi deres membraner er tykkelsen af ​​naturlige tolagede membraner, men de har overlegen og afstemmelige materiale egenskaber," siger Hammer, Alfred G. og Meta A. Ennis professor i bioteknologi ved Penn. "På grund af deres membran tykkelse, vil det være mere ligetil at integrere biologiske komponenter i vesikel membraner, som receptorer og kanaler."

"Ingen anden enkelt klasse af molekyler, herunder blokcopolymerer og lipider er kendt for at samle i vand i en sådan mangfoldighed af supramolekylære strukturer," siger Bates, den Regents Professor og chef for Kemiteknik og Materiale Teknologi Institut på University of Minnesota.

Self-monteret nanostrukturer, fremstillet af naturlige og syntetiske amphiphiles, i stigende grad fungere som imitatorer af biologiske membraner og gør det muligt målrettet levering af medicin, nukleinsyrer, proteiner, genterapi og billedbehandling agenter for diagnostisk medicin. Udfordringen for forskere at skabe disse præcise molekylære arrangementer, der tilsammen fungerer som sikre biologiske bærere under udførelsen nyttelast indenfor.

Janus dendrimer forsamlinger tilbyde flere fordele til andre konkurrerende teknologier for nano-partikel levering. Liposomer er imitatorer af cellemembraner samlet fra naturlige fosfolipider eller fra syntetisk amphiphiles, herunder polymersomes. Men liposomer er ikke stabilt, selv ved stuetemperatur, og varierer meget i størrelse, kræver kedelig stabilisering og fraktionering for alle praktiske anvendelser. Polymersomes, på den anden side er stabil, men polydisperse, og de fleste af dem er ikke biokompatible, som kræver en videnskabelig indgriben til at kombinere de bedste egenskaber fra både for nanomedicin. Dendrimersomes tilbyde stabilitet, monodispersity, bæredygtigheden og alsidighed, og de betydeligt fremskridt videnskaben om selv-samlet nanostrukturer til biologiske og medicinske anvendelser.

Kilde: http://www.upenn.edu/

Last Update: 9. October 2011 10:38

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit