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Mater. Today Commun.:可注射自组装天然产物凝胶用于生物活性药物递送
2020/4/23 9:24:38 admin

DOI:10.1016/j.mtcomm.2020.101149

具有理化功能的可注射自组装凝胶已广泛用于递送化学治疗剂,以增强抗肿瘤作用。然而,对生理功能性凝胶递送系统的探索相对较少。在这样的系统中,凝胶不仅可以直接到达病变处,还可以通过凝胶自身的生物活性对肿瘤起到协同作用,从而达到更好的治疗效果。在此,借助于直接自组装能力,将衍生自茯苓蘑菇(Poria cocos)的生物活性天然化合物多孔酸A(PAA)开发为可注射凝胶。通过简单的混合方法成功构建了PAA凝胶(PAA/G),以启动自组装。形态和流变学研究表明,PAA/G由直径小于100nm的纳米纤维组成,具有良好的可注射性。通过光谱学和接触角分析,氢键和π-π相互作用已被证明是自组装的驱动力。鉴于PAA的抗肿瘤活性,将具有匹配活性的抗肿瘤药阿霉素(DOX)封装在PAA/G(DOX-PAA/G)中。体外和体内抗肿瘤研究表明,具有生物活性的DOX-PAA/G不仅可以通过协同作用发挥更好的肿瘤抑制作用(对自由DOX的抑制率为160%),而且还可以改善荷瘤小鼠的整体健康状况(更健康的血液,正常的体重,较高的SOD水平)。生物活性凝胶递送系统的成功开发,不仅为肿瘤的治疗提供了新的策略,而且为生物活性天然产物作为生物材料提供了潜在的新用途。

 

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图.茯苓蘑菇、多孔酸A和自组装的PAA凝胶。


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图2.PAA/G的表征。a)PAA/G的SEM图像;b)频率扫描中PAA/G的存储和损耗模量(应变1%);c)应力扫描(频率0.1Hz)中PAA/G的存储和损耗模量。


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图3.PAA/G形成自组装的驱动力。a)乙醇-水混合溶剂中不同浓度PAA的紫外光谱;b)PAA粉末和PAA干凝胶的红外光谱;c)PAA粉末和PAA干凝胶的接触角测量。


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图4.a)PAA/G的可注射性(左:注射前,右:注射后);b)在不同剪切速率(5 s-1和0.001 s-1)下PAA/G的剪切粘度。


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图5.用PAA/G封装DOX。a)阿霉素和DOX-PAA/G;b)DOX、PAA/G和DOX-PAA/G的IR。


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图6.DOX-PAA/G体外和体内释放DOX。a)DOX-PAA/G在PBS(pH=7.4和pH=5.5)中体外释放DOX。n=5;b)DOX-PAA/G和游离DOX在不同时间的离体荧光图像,n=3;c)使用体内成像系统获得的DOX-PAA/G和游离DOX的平均信号。n=3;d)通过HPLC测定肿瘤中的DOX含量。n=3。


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图7.DOX-PAA/G对a)4T1细胞和b)MCF-7细胞的体外抗肿瘤活性。n=6;c)两个细胞上PAA/G和DOX的结合指数;d)4T1细胞中DOX浓度随时间变化的曲线。n=6。


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图8.体内肿瘤抑制。a)用不同制剂治疗后的肿瘤体积。n=8,P<0.05*;b)不同组小鼠肿瘤的H&E染色。比例尺,20µm;c)不同组的小鼠肿瘤的TUNEL免疫组织化学染色。比例尺,20µm;d)定量分析不同组TUNEL染色的凋亡区域。


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图9.治疗后荷瘤小鼠的健康评估。a)白细胞导致不同组血常规的变化。n=3;b)红细胞导致不同组血常规的变化。n=3;c)不同组小鼠的体重。n=8;d)小鼠血清中的SOD水平。n=3。P<0.05*。


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