Нанокомпозитный гидрогель адаптируется к множественным стимулам для таргетной доставки лекарств

Исследователи из Института полимерной науки и инженерии Национального университета Тайваня разработали «умный» гель, реагирующий на множественные стимулы для точного высвобождения лекарств.

Гели, реагирующие на ближнее инфракрасное излучение второго окна (NIR-II), перспективны для медицинского применения, поскольку их можно активировать дистанционно, а NIR-II свет глубоко проникает в ткани. Это делает NIR-II-чувствительные гели ценными платформами для неинвазивной и таргетной доставки лекарств.

Однако традиционная зависимость от единственного механизма реакции на NIR-II часто не соответствует разнообразным требованиям клинической практики, где разные физиологические условия требуют более адаптивных путей высвобождения. Осознавая это, исследователи в исследовании, опубликованном в Small, инновационно объединили несколько материалов для создания нового поколения универсальных гидрогелей.

Этот передовой нанокомпозитный гидрогель сочетает альгинат, термочувствительный полимер поли(N-изопропилакриламид) (PNIPAM) и NIR-II-чувствительные углеродные нанотрубки (CNTs). Альгинат и CNTs соединены динамическими межфазными сшивками, образованными иминовыми и боронатными сложноэфирными связями.

Интеграция этих компонентов и взаимодействий приводит к созданию высокочувствительного геля, способного адаптироваться к различным стимулам окружающей среды, таким как pH, перекись водорода, температура и NIR-II свет.

Динамические связи между альгинатом и CNTs способствуют стабильности геля, одновременно обеспечивая ценные свойства, такие как самовосстановление и инъектируемость, что идеально подходит для малоинвазивных медицинских вмешательств.

Исследователи продемонстрировали исключительную эффективность гидрогеля альгинат/PNIPAM/CNT в исследованиях высвобождения лекарств как in vitro, так и in vivo, показав, что гидрогель претерпевает структурные преобразования при воздействии изменений окружающей среды.

В частности, NIR-II свет индуцирует термочувствительную реакцию внутри гидрогеля, усиливая таргетное высвобождение с минимальной инвазивностью. Эти характеристики позиционируют гидрогель альгинат/PNIPAM/CNT как перспективного кандидата для систем доставки лекарств следующего поколения.

«Мульти-отзывчивые гидрогели могут проложить путь к более персонализированным решениям в здравоохранении, предлагая улучшенную адаптивность и эффективность в лечении сложных клинических состояний», — говорит профессор И-Чун Йе.