超分子PAMAM纳米结构:癌症治疗的纳米药物平台

PAMAM支化度高、表面功能基多、结构可控,在生物医学领域,特别是癌症 纳米医学领域具有广泛的应用前景。但是,由于其分子体积小,如第五代(G5) PAMAM的尺寸仅为5.4nm,这导致其载药量有限、限制肿瘤的被动靶向、缺乏智能 响应性等。因此,设计了超分子树枝状纳米结构(SDNs)以克服上述缺点。这篇综述总结了最近关于构建SDNs的进展,包括树枝状分子哑铃、壳-核构造树枝状分子、 树枝状纳米团簇(NCs)、树枝状纳米凝胶(NGs)、树枝状分子模板杂化NCs等。 文章中讲述了已经设计的SDNs在癌症纳米医学中不同的应用,如MR成像、药物/ 基因递送、诊断与治疗联用。

为了避免繁杂耗时的合成与提纯,Tomalia等首先合成了超分子壳-核构造树枝 状纳米结构(CSTDs)。他们以高代数端氨基PAMAM为核(如G5、G6、G7),以 低代数端羧基PAMAM(如G1、G2、G3、G4)为壳,通过1-乙基-3-(3-二甲基氨基 丙基)碳二亚胺盐(EDC)进行偶联反应。 其合成CSTDs的路线,如图1a所示。

图1、CSTDs的合成路线

通过独特的设计,树枝状聚合物可以制备成DDs、CSTDs、树枝状NCs、NGs、杂化树枝状分子模板NCs等不同的超分子结构。与单个树枝状分子比较,SDNs可拥有更多的功能和所需求的性质,强化基 于EPR的针对肿瘤的被动靶向治疗、刺激响应能力、提高药物负载率与成像灵敏度等,以解决与肿瘤成像和治疗相关的一些关键问题。

尽管到目前为止该方面的研究已经有大量的尝试并取得了令人鼓舞的结果,但进一步探索SDNs在癌症纳米医学中的应用仍是挑战性课题。例如,现在SDNs只具 有pH-、酶、氧化还原响应性,其它响应性质或双重/多重响应性的SDNs仍需进一步 开发,以适应肿瘤微环境,获得更好的成像与治疗效果。在联合治疗方面,应进一 步探索更多的治疗方式或与免疫治疗、放疗等相结合,提高疗效。此外,为了提高 肿瘤成像的精确度,SDNs可加入不同的成像要素达到双或多模式成像的目的。

参考文献:

Cong Song , Mingwu Shen, João Rodrigues, Serge Mignani, Jean-Pierre Majoral, Xiangyang Shi,Superstructured poly(amidoamine) dendrimer-based nanoconstructs as platforms for cancer nanomedicine: A concise review, Coordination Chemistry Reviews, 2020 ,421, 213463

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