实验证明纳米颗粒可通过洞穴小泡泵送系统精确输送至肺部

Josiah02

近年来，生物医学工程师一直在开发有前景的技术，这些技术可以帮助诊断疾病或精确定位人体内部的特定区域。这些有前景的治疗策略包括使用纳米粒子（NPs）的方法，纳米粒子是一种尺寸在 1 到 100 纳米之间的微小粒子。
这些微小粒子可以精确地对身体内部区域进行成像或将药物输送到目标位置。尽管纳米粒子具有巨大潜力，但由于各种原因，它们的治疗优势迄今为止仍受到限制。
第一个主要原因是这些微小颗粒的尺寸通常限制了它们进入和穿透体内关键组织的能力，导致它们无法有效地以必要的浓度输送药物。此外，当这些颗粒进入人体时，它们通常会被网状内皮系统 (RES) 迅速捕获，该系统负责识别异物并将其从血液中清除。
蛋白质组学系统医学研究所的研究人员最近开始探索利用被称为小窝的特殊结构将纳米颗粒穿过细胞屏障输送到肺组织的潜力。他们的论文发表在《自然纳米技术》上，在一系列涉及成年大鼠的初步实验中证明了这种方法的可行性。
Tapas R. Nayak、Adrian Charastina 及其同事在论文中写道：“NPs 具有巨大但尚未满足的临床潜力，可以以组织精度系统地携带和输送成像和治疗剂。”
“但它们的尺寸会导致网状内皮系统快速清除，并难以穿透关键的内皮细胞 (EC) 屏障，从而限制目标组织的吸收、安全性和有效性。我们发现 EC 小窝泵送系统能够超越清除速度，并将 NP 快速而准确地输送到肺部。”
研究人员进行了各种实验，尝试使用不同大小的金属和树枝状纳米颗粒对大鼠肺部进行成像和输送药物。为此，他们采用了另一种方法，即依靠洞穴泵送系统 (CPS) 从体内提取颗粒，而不是 RES。
小窝是细胞膜上的小凹陷，可以将分子运送到血管内皮细胞。CPS 是小窝将这些分子运送到特定组织的过程，该团队利用了这一过程作为研究的一部分。
“金和树突状纳米粒子与靶向肺微血管内皮细胞小窝的抗体结合，”纳亚克、查拉斯蒂纳及其同事写道。“SPECT-CT 成像和生物分布分析显示，大鼠肺可在数分钟内吸收大部分静脉注射剂量，从而实现精确的肺成像和靶向，肺浓度高于峰值血药浓度。”
初步研究结果非常有希望，因为他们发现他们提出的方法能够对大鼠肺部进行高精度成像，并使用 NP 将药物输送到目标肺部组织，而不会出现通常与颗粒排出相关的问题。新的研究可以进一步探索通过靶向 CPS 将 NP 输送到肺部的潜力，同时还可以揭示影响这种方法有效性的因素，例如所用颗粒的大小和形状。
Nayak、Charastina 及其同事写道：“这些结果揭示了 EC 能够多大程度地限制和促进 NPs 的组织渗透，以及洞穴泵送系统的功率和尺寸依赖性限制。”
“这项研究为NPs提供了一种新的重定向范例，以避免网状内皮系统吸收并实现快速精准纳米递送，以用于未来的诊断和治疗应用。”