德雷塞尔大学晶体外包装的纳米粒子在血液中持续时间更长可更好的输送药物

上图显示，聚合物晶体外包装的纳米粒子具有24小时的半衰期，并且可以在血液中持续超过96小时，这远远超过当前的可注射药物。图片来源：德雷塞尔大学（Drexel University）

在邮局，如何选择合适的包装将珍贵的货物从A点运到到B点是一项艰巨的任务。一段时间以来，科学家们在将药物包装运输在血液中时也遇到了同样的问题：包装多少会保证安全？它是正确的包装材料吗？包装材料是否太大？包装材料是否太重？德雷塞尔大学的研究人员开发出一种新型容器，似乎非常适合于包装运输。

近年来静脉注射药物作为一种直接针对身体内发生疾病的应对方式变得十分重要。但是让药物通过血液到达正确的位置并在正确的时间释放它并非易事。人体本身可以检测和消除异物，因此成功设计用于定向输送药物的容器同样需要精巧且技术性强。

德雷塞尔大学材料科学与工程学院的教授Christopher Li博士说：“传统上，输送导管的设计是为了避免免疫系统识别而模仿体内天然存在的物质（如细胞或脂质体）。但之前报道的人工血管的问题在于，它们并不是足够耐用，无法到达身体的远端。”

Li和Hao Cheng博士是该学院的助理教授，他们领导了一组研究人员，致力于开发用于静脉输送药物的聚合物晶体外包装。他们的工作，最近发表在Nature 杂志上。

论文展示了这些“晶体外壳”如何设计为足够耐用于长时间在静脉内旅行，可以比目前的人造纳米颗粒包装更耐用，这意味着医生可以使用它来直接治疗体内疾病，并使用恰当的药物。

Li说：“结晶体在结构上模仿了用于药物输送的经典脂质体和聚合物囊泡，但由于它们的单晶状壳体，使得它们更加坚固。”

在血液循环和生物分布实验中，Li的聚合物晶体外包装具有24小时的半衰期，并且可以在血液中持续超过96小时，而这已经远远超过目前的注射药物。

图为德雷塞尔大学的研究人员设计的一种称为“晶体外包装”的聚合物纳米粒子，其独特的聚合物结构组合使其在血液中非常耐用，是静脉注射药物外包装的理想选择。图片来源：德雷塞尔大学（Drexel University）

Li 表示：“晶体外壳是紧密密封的，所以药物在到达目标部位之前不会被释放。因此，药物可以根据需要以更大的剂量递送到体内产生病痛的地方，而不会引起与早期释放相关的严重副作用。更直接的静脉输送意味着治疗可能更有效。”

Li的团队将其独特的晶体生长机理和自组装纳米球结合在一起，生产出这种特殊的胶囊，其厚度足以安全地包裹药物，并且还具有一系列聚合物链，可以防止标记异物的蛋白质被去除。

Li的软材料实验室最初在2016年开发的用于制造晶体的方法看起来像是将油和水结合以产生悬浮的液体珠。在该应用中，珠子包封两种类型的聚合物链，当冷却时，冷凝成固体，就好像蛋壳状的球形晶体，保护内部的蛋黄状货物。

当一组聚合物（聚L-丙交酯酸或PLLA）聚集在一起形成球体的波纹状外壳时，另一种聚合物（聚乙二醇或聚乙二醇衍生物），就像表面上的晶须一样受到关注。已知乙二醇衍生物（PEG）可防止蛋白质附着在固体表面上，因此这些聚合物在晶体体外部的均匀分布可防止其被免疫系统的蛋白质标记为身体侵入者。

Cheng和他的研究小组专门研究静脉输送药物的工程分子，他表示说“总的来说，这些特性使晶体外包装在血液中具有更高的持久力。”

研究人员表示，这一发现为生产长期循环纳米材料提供了一种策略，可以为药物输送和基因治疗提供一类新的聚合物纳米颗粒载体。

负责该项工作的国家科学基金会资助的材料研究项目官员Andrew Lovinger说：“这个精巧，弯曲的聚合物晶体纳米胶囊在血液中循环时仍保持稳定，这是提供药物和基因疗法的一个潜在的重要特征。美国国家科学基金会（NSF）很自豪地支持这项重要的研究，该研究遵循该机构的使命，以促进科学进步，并为推动国家健康做出贡献。”

文章来源于phys.org网站，由材料新闻在线团队编译，原文题目：Tests show ‘crystalsome’ nanoparticle lasts longer in bloodstream