密西西比大学的研究带来了希望,即使用3D打印载体包装的癌症药物疗法可以直接将药物递送到肿瘤,同时减少癌症患者所承受的许多副作用。
在《药物研究》(Pharmaceutical Research)杂志发表的一项研究中,密西西比大学团队证明,3D打印的spanlastics(一种装有抗癌药物的微型载体)可以直接植入肿瘤部位并杀死癌细胞。
"这篇论文介绍了一种名为FRESH 3D打印的新型3D打印概念。它使用spanlastics作为抗癌药物递送的新型纳米药物载体。我们实际上已将其应用于乳腺癌细胞,并获得了非常、非常有希望的数据。"药学与药物递送系主任兼教授Mo Maniruzzaman表示。
传统化疗通常通过口服或注射进入血液,循环系统将抗癌疗法分散到全身。
抗癌疗法针对快速繁殖的细胞(如癌细胞),但也会影响其他快速扩散的细胞,如头发、肠壁和皮肤。这是化疗有如此多副作用(如脱发、恶心、呕吐和贫血)的原因之一。
"由于患者所经历的严重副作用,递送化疗药物总是一件棘手的事情,"药学院首席科学家Jaidev Chakka说。"本出版物的目标是:'我们如何最大限度地减少这些副作用?'"
Chakka和药学科学三年级博士生Elom Doe表示,直接将药物递送到癌细胞可以减少这些副作用。
"将药物放入植入物中,或者在我们的情况下,放入3D打印结构中,并将该结构放置在肿瘤部位,意味着我们可以将药物递送到肿瘤区域,而不是全身,"Doe说。
每个微型胶囊的长度为200至300纳米。相比之下,人类头发的宽度约为100,000纳米。由于其微小的尺寸,药物纳米载体可以穿过细胞膜,将高剂量的抗癌药物直接递送到受影响的细胞。
"每种癌症药物都必须在细胞内部发挥作用,无论是作用于RNA还是DNA,或抑制细胞通路,"Chakka说。"如果药物不能穿透细胞膜或被细胞吸收,药物的效果就为零。"
"但是,当我们把药物放入纳米粒子中时,我们也保护药物不被降解,因此我们实际上是一次性将大量药物分子推入细胞。"
研究人员表示,由于这种方法集中在单一区域,因此在癌症早期诊断时特别有益,在疾病有机会扩散或转移之前。
尽管这些发现很有希望,但他们警告说,这项基于实验室的研究只是在癌症治疗中使用spanlastics的第一步。
"我们做的是测试药物如何在体外发挥作用,"Doe说。"在考虑将药物递送给患者之前,我们必须在体内模型中进行测试,这不是一天就能完成的工作。"
然而,Chakka表示,在这些研究结束时,结果可能是更快地对抗早期癌症诊断的方法。
"通过这项研究,我们做了两件事:一是使用3D打印作为水凝胶基药物递送系统的制造方法,"他说。"第二,我们证明这些药物递送系统在体外杀死癌细胞方面是有效的,但仍有很长的路要走。"
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