基于透明质酸的骨靶向及氧化还原响应型聚合物纳米胶束研究

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:International Journal of Pharmaceutics 5.3

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  为解决全身给药骨组织药物蓄积低、毒性大的问题,研究人员制备了由透明质酸(HA)、阿仑膦酸盐(ALN)、二硫代二丙酸(DPA,含 - S-S-)和十六醇(C??)组成的聚合物纳米胶束用于姜黄素(CUR)递送。结果显示其具骨靶向和氧化还原敏感性,血相容性好、毒性低,可增强药物细胞毒性。

  
在癌症治疗的征程中,药物递送如同精准打击的 “导弹”,能否准确命中靶标并减少对健康组织的伤害至关重要。目前,全身给药方式常导致骨组织药物蓄积不足,同时引发毒性与副作用,成为制约骨转移癌治疗的瓶颈。传统化疗药物面临生物相容性差、靶向性弱、易产生耐药性等挑战,如何让药物 “聪明” 地识别骨组织并响应肿瘤微环境成为科学界亟待突破的难题。

为攻克上述困境,来自伊朗研究机构的科研团队开展了一项极具创新性的研究。他们设计并合成了一种基于透明质酸(Hyaluronic Acid, HA)的骨靶向及氧化还原响应型聚合物纳米胶束(HA-ALN-SS-C??),该研究成果发表在《International Journal of Pharmaceutics》,为骨转移癌的药物递送提供了全新思路。

研究人员采用了三大关键技术方法:一是通过三步合成法制备两亲性聚合物,将透明质酸(亲水段)、阿仑膦酸盐(Alendronate, ALN,骨靶向剂)、二硫代二丙酸(Dithiodipropionic Acid, DPA,含二硫键 - S-S-)和十六醇(C??,疏水段)巧妙结合;二是利用 1H NMR 和 FTIR 对聚合物结构进行表征,确证其化学组成;三是通过羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HAp)吸附实验、不同谷胱甘肽(Glutathione, GSH)浓度下的体外释药实验、溶血试验及细胞毒性测试,系统评估纳米胶束的靶向性、响应性、生物相容性及抗肿瘤活性。

材料与聚合物表征


研究选用 HA(分子量 5-10 kDa)、ALN、十六醇(C??OH)、DPA 等材料。通过 1H NMR 谱图分析发现,HA-ALN-SS-C??聚合物在特征化学位移处出现新峰,印证了各功能基团的成功接枝;FTIR 光谱也显示出相应官能团的特征吸收峰,进一步确认了聚合物结构的正确性。

纳米胶束的性能


所制备的 HA-ALN-SS-C??聚合物临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration, CMC)为 13.95 μg/mL,可自组装形成平均粒径 114 nm 的球形纳米胶束。不同药物 - 聚合物比例下,载药量为 5.00%-11.06%,包封率为 52.63%-41.45%。羟基磷灰石吸附实验表明,ALN 比例越高,纳米胶束与骨组织的结合能力越强,凸显了其骨靶向特性。

体外释药与生物相容性


在模拟肿瘤微环境的不同 GSH 浓度环境中,纳米胶束表现出对 GSH 水平和聚合物中二硫键比例的双重响应性释药特性。溶血试验显示其血液相容性良好,成纤维细胞毒性测试证实无显著毒性。针对 MDA-MB-231 细胞系的细胞毒性实验表明,载药纳米胶束(CUR@HA-ALN-SS-C??)显著增强了姜黄素(Curcumin, CUR)对肿瘤细胞的杀伤效率。

结论与意义


这项研究成功构建了兼具骨靶向性与氧化还原响应性的聚合物纳米胶束递送系统。其核心优势在于:通过 ALN 实现对骨组织的精准识别,利用二硫键在肿瘤高 GSH 环境中触发药物释放,既提高了骨组织药物蓄积量,又减少了对健康细胞的毒性。该系统为骨转移癌的治疗提供了一种安全、高效的靶向给药策略,有望推动临床转化,为解决传统化疗的局限性开辟新路径。研究中展现的两亲性聚合物设计思路及响应性释药机制,也为其他实体瘤的靶向治疗提供了可借鉴的理论与技术参考。

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