莱斯大学科学家开发长效精准药物递送水凝胶平台Rice scientists develop hydrogel platform for long-lasting, precision drug delivery | Rice News | News and Media Relations | Rice University

环球医讯 / 创新药物来源:news.rice.edu美国 - 英语2025-09-13 23:33:51 - 阅读时长2分钟 - 900字
莱斯大学研发的SABER水凝胶技术通过动态共价键实现药物释放速率的精确调控,实验显示其可使结核病药物疗效持续两周、胰岛素控糖效果延长至6天,为解决患者用药依从性难题和开发肿瘤免疫精准治疗提供新方案。该平台基于自组装硼酸酯释放机制,已通过动物实验验证,具有可降解无毒特性。
长效精准药物递送水凝胶平台SABER药物释放周期延长糖尿病肿瘤免疫治疗可降解宽谱适配性释放速率可调癌症预防
莱斯大学科学家开发长效精准药物递送水凝胶平台

长期按时按量完成药物治疗对患者而言存在诸多挑战,美国每年因此导致10%的住院案例和数十亿美元可避免医疗支出。莱斯大学科研团队研发的新型药物递送平台为解决此问题带来突破。

这项发表于《自然-纳米技术》的研究,展示了一种被称为SABER(自组装硼酸酯释放)的肽基水凝胶。该系统通过肽链与药物分子间可逆化学键的动态结合,形成三维"捕获网络",可使小分子药物和胰岛素、抗体等生物制剂的释放周期延长数十倍。当药物分子试图穿过凝胶网络时,其与肽链的反复结合会显著减缓扩散速度。

实验数据显示:装载抗结核药物的SABER凝胶单次注射后,两周疗效优于传统每日口服方案;而胰岛素凝胶制剂可使糖尿病小鼠血糖控制维持6天,相较常规最大耐受剂量注射仅维持4小时的效果提升超30倍。该技术在肿瘤免疫治疗领域也展现出潜力,可通过控制药物释放时序和位置减少副作用。

项目负责人Brett Pogostin介绍,灵感源自McHugh教授在动态共价键课程中的讲解。他通过将硼酸基团引入凝胶设计,使网络结构具备"粘性"特性,药物释放速率由化学键断裂/重组动态平衡精确调控。研究团队成功克服了凝胶合成难题,通过协作式科研攻关,将初始概念发展为可应用的平台技术。

该水凝胶由氨基酸构成,在体内可完全降解为无毒产物。注射后形成皮下临时结节,随药物释放逐渐溶解。技术优势体现在:1)宽谱适配性,兼容大小分子药物;2)释放速率可调,通过化学修饰实现"手柄"式耦合;3)应用扩展性强,当前正探索癌症预防领域的新应用。

合作网络贯穿研究全程,约翰霍普金斯大学协助确定结核病应用场景,莱斯大学共享设备中心支持动物实验,Zachary Ball教授团队参与硼酸相互作用机制解析。目前团队正推进SABER系统迭代升级,Hartgerink教授团队探索肿瘤免疫治疗应用,McHugh团队专注蛋白质类药物递送优化。

该项目获得美国国家科学基金会、国立卫生研究院等机构资助,Brett Pogostin现于麻省理工学院开展癌症预防方向的博士后研究,致力于开发激活免疫系统的预防性生物材料。

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