Posted in | Nanomedicine | Dendrimers

Forskere Lag Janus dendrimer Assemblies for Drug Delivery

Published on May 21, 2010 at 2:00 AM

Et internasjonalt samarbeid ledet av kjemikere og ingeniører fra University of Pennsylvania har utarbeidet et bibliotek med syntetisk biomaterialer som etterligner cellulære membraner og som viser løftet i målrettet levering av kreft narkotika, genterapi, proteiner, bildebehandling og diagnostiske agenter og kosmetikk trygt til kroppen i det nye feltet som heter nanomedisin.

Disse er Cryo-TEM og 3-D intensitet profiler av (A og D) polygonal dendrimersomes. (B og E) Bicontinuous kubikk partikler sameksistere med lav konsentrasjon av sfæriske dendrimersomes. (C og F) Dette er miceller. (G og J) Dette er rørformede dendrimersomes. (H og K) Rodlike, bånd og spiralformede miceller. (I og L) Disk-lignende miceller og toroider.

Studien vises i dagens utgave av tidsskriftet Science.

Forskningen gir den første beskrivelsen av forberedelse, struktur, selv-montering og mekaniske egenskaper av blemmer og andre utvalgte komplekse nano-forsamlinger laget av Janus dendrimers.

De såkalte dendrimersomes er stabile, bilayer vesikler som spontant skjema fra den eksakte kjemiske sammensetningen av Janus dendrimers. Teamet rapporterte en myriade av bilayer kapsel populasjoner, uniform i størrelse, stabile i tid i et stort utvalg av medier og temperaturer, som er tunbare av temperatur og kjemi med overlegen mekaniske egenskaper til vanlige liposomer og ugjennomtrengelig for innkapslede forbindelser. De er i stand til å innlemme pore-forming proteiner, kan montere med struktur-regi fosfolipider og blokk-kopolymerer og tilbyr en molekylær periferien egnet for kjemisk funksjonalisering uten å påvirke sin egen montering.

Co-forfatterne Virgil Percec av Penn Institutt for kjemi og Daniel A. Hammer of Penn Institutt for bioteknologi, sammen med Frank Bates og Timothy Lodge of the University of Minnesota, Michael Klein av Temple University og Kari Rissanen av universitetet i Jyväskylä i Finland, har kjemisk kombinert hydrofile og hydrofobe dendrons å skape amfifile Janus dendrimers med en rik palett av morfologi inkludert cubosomes, disker, tubulær vesikler og spiralformede bånd og bekreftet den sammensatte strukturer ved hjelp av kryogen transmisjonselektronmikroskopi og fluorescens mikroskopi.

"Dendrimersomes gifte seg stabilitet og mekanisk styrke skaffes fra polymersomes, vesikler laget av blokk-kopolymerer, med den biologiske funksjon av stabilisert phospholipid liposomer," sa Percec, den P. Roy Vagelos leder og professor i kjemi ved Penn, "men med overlegen ensartethet av størrelse, enkel formasjon og kjemiske funksjonalisering. "

"Disse materialene viser spesielt løfte fordi deres membraner er tykkelsen av naturlige bilayer membraner, men de har overlegen og tunbare materialegenskaper," sa Hammer, Alfred G. og Meta A. Ennis professor i bioteknologi ved Penn. "På grunn av deres membrantykkelse, vil det være enklere å innlemme biologiske komponenter inn i vesicle membraner, som reseptorer og kanaler."

"Ingen andre enkelt klasse av molekyler, inkludert blokk-kopolymerer og lipider er kjent for å montere i vann inn i et slikt mangfold av supramolecular strukturer", sier Bates, den Regents professor og leder for Chemical Engineering and Materials Science Department ved University of Minnesota.

Self-montert nanostrukturer, hentet fra naturlig og syntetisk amphiphiles, stadig tjene som etterligner av biologiske membraner og aktiverer målrettet levering av legemidler, nukleinsyrer, proteiner, genterapi og bildebehandling agenter for diagnostisk medisin. Utfordringen for forskerne er å lage disse presise molekylære ordninger som bidrar til å fungere som trygge biologiske bærere mens bærer nyttelast innenfor.

Janus dendrimer forsamlinger tilbyr flere fordeler til andre konkurrerende teknologier for nano-partikkel levering. Liposomer er etterligner av cellemembraner sammen av naturlige fosfolipider eller fra syntetisk amphiphiles, inkludert polymersomes. Men, liposomer ikke er stabile, selv ved romtemperatur, og varierer mye i størrelse, krever langtekkelig stabilisering og fraksjonering for alle praktiske anvendelser. Polymersomes, derimot, er stabil, men polydisperse, og de fleste av dem er ikke biokompatible, krever vitenskapelig intervensjon for å kombinere de beste egenskapene fra begge for nanomedisin. Dendrimersomes tilby stabilitet, monodispersity, tenability og allsidighet, og de betydelig fremme vitenskapen om selv-montert nanostrukturer for biologisk og medisinsk bruk.

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

Last Update: 10. October 2011 01:30

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