Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAm) был широко исследован в плане биомедицинского применения благодаря его способности переходить из формы водоростворимой спирали в гидрофобную глобулу при температуре 32 °С. Этот переход имеет место при нижней критической температуре растворения (the lower critical solution temperature (LCST), значение которой может быть приближено к температуре тела путем изменения набора мономеров в составе носителя. Так изменение конформации полимера в точке LCST приводит к преципитации PNIPAm из раствора, а в случае сополимеризованного PNIPAm - к образованию мицелл. Подобный эксперимент был проведен You и Oupicky: попытка изолирования лигандов биотина в центре мицеллы выше точки LCST PNIPAm и высвобождения биотина в раствор ниже LCST. Путем RAFT-полимеризации(radical addition fermentation transfer polymerisation ) был получен полимер mPEG-Lys-blok-PNIPAm, к свободному концу PNIPAm присоединили биотин - в результате получили гетеробифункциональный полимер mPEG-Lys-blok-PNIPAm-biotin. Нагрев этого вещества до температуры выше LCST самого PNIPAm привел не к преципитации, а к образованию мицелл. Таким образом биотин оказался защищенным в центре наночастицы от взаимодействия с авидином. Возможность "включения" и "выключения" лигандов биотина и их взаимодействия с авидином может использоваться в биомедицинских и диагностических целях. Zhou и др. изучали поведение PNIPAm - микросфер при различных температурах в стеклянной трубке с гидрофильной средой при скорости течения 20-60 мл/мин, имитирующей ламинарный микроциркуляторный кровоток. Температура вдоль тубки изменялась от 23 °С до 43 °С. Когда количество частиц достигало определенного критического значения, они останавливались в точке агрегации, соответствующей LCST исследуемого полимера. Ученые предположили, что поведение частиц полимера в потоке жидкости в сочетании с локальным нагревом может быть использовано для захвата наноносителей лекарств тканями-мишенями из кровотока.
"Переключаемые" гидрофильно-гидрофобные свойства полимеров на основе PNIPAm также в перспективе могут использоваться для транспортировки нуклеиновых кислот. Эта концепция основана на том, что PNIPAm-полимеры, имеющие катионные функциональные группы, могли бы вмещать крупные негативно заряженные нуклеиновые кислоты при температуре выше LCST и позволять им связываться с белками для передачи генетического материала в клетке при температуре ниже LCST. Sun и др. приготовили сополимер PNIPAm-covinil-laurate с LCST=26 °С и соединили его с хитозаном,получив носитель для доставки генов. Установлено,что наиболее компактные комплексы формировались при температуре выше LCST, а высвобождение ДНК провоцировалось инкубацией культуры клеток при 20 °С, для эффективной трансфекции в течение 3 часов с последующим повышением до 37 °С.
См. также:
Полимерные наноносители для доставки лекарств и генетического материала, рН-чувствительные полимеры
Заключение
Обсудить на форуме
