Nanocomposiet hydrogel past zich aan meerdere stimuli aan voor gerichte geneesmiddelenafgifte

Onderzoekers van het Institute of Polymer Science and Engineering, National Taiwan University, hebben een slimme gel ontwikkeld die reageert op meerdere stimuli voor precieze drugsafgifte.

Gels die reageren op tweede nabij-infrarood (NIR-II) Light hebben belofte getoond in medisch gebruik omdat ze kunnen worden geactiveerd op afstand en NIR-II-licht kan diep in weefsels doordringen, waardoor de NIR-II-responsieve gel een waardevol platform is voor niet-invasieve en gerichte medicijnafgifte.

Traditionele afhankelijkheid van een enkel NIR-II-responsmechanisme schiet echter vaak tekort in het voldoen aan de diverse vereisten van klinische omgevingen, aangezien verschillende fysiologische omstandigheden meer aanpasbare afgifteroutes vereisen. Onderzoekers erkennen, hebben onderzoekers innovatief meerdere materialen gecombineerd om een ​​nieuwe generatie veelzijdige hydrogels te creëren in een onderzoek gepubliceerd in Klein.

Deze geavanceerde nanocomposiethydrogel combineert alginaat, temperatuurgevoelige polymer poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) en NIR-II-responsieve koolstof nanobuisjes (CNT’s), waarbij alginaat en CNT’s worden verbonden door dynamische interfaciale crosslinks gevormd door imine- en boronaatbanden.

De integratie van deze componenten en interacties resulteert in een zeer responsieve gel die in staat is zich aan te passen aan verschillende omgevingsstimuli zoals pH, waterstofperoxide, temperatuur en NIR-II-licht.

De dynamische verbindingen tussen alginaat en CNT’s dragen bij aan de stabiliteit van de gel en bieden waardevolle kenmerken zoals zelfherstel en injecteerbaarheid, ideaal voor minimaal invasieve medische interventies.

Onderzoekers demonstreren uitzonderlijke prestaties van de alginaat/PNIPAM/CNT -hydrogel in zowel in vitro als in vivo -afgifteonderzoeken van geneesmiddelen, waaruit blijkt dat de hydrogel structurele transformaties ondergaat bij blootstelling aan veranderingen in het milieu.

Met name induceert NIR-II-licht een temperatuurgevoelige reactie in de hydrogel, waardoor de beoogde afgifte met minimale invasiviteit wordt verbeterd. Deze kenmerken positioneren de alginaat/PNIPAM/CNT-hydrogel als een veelbelovende kandidaat voor geneesmiddelenafgiftesystemen van de volgende generatie.

“Multi-responsieve hydrogels kunnen worden gebruikt om de weg vrij te maken voor meer gepersonaliseerde oplossingen voor gezondheidszorg door een verbeterde aanpassingsvermogen en effectiviteit te bieden bij de behandeling van complexe klinische aandoeningen”, zegt prof. Yi-Cheun Yeh.